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7.11 - 挂起（提前结束程序）

Key Takeaway

在本章中我们将介绍的最后一类流控制语句是挂起语句。挂起终止程序的流控制语句。在C++中，程序停止被实现为函数(而不是关键字)，因此我们的停止语句将是函数调用。

让我们绕个小弯子，回顾一下程序正常退出时发生的情况。当main() 函数返回时(到达函数的末尾，或者通过return语句)，会发生许多不同的事情。

首先，因为我们要离开函数，所以所有局部变量和函数形参都被销毁(像往常一样)。

接下来，一个名为 std::exit() 的特殊函数被调用，并将main() 的返回值(状态码)作为参数传入。那么 std::exit() 是什么呢?

`std::exit()` 函数

std::exit() 是一个可以让程序正常终止的函数。正常终止的意思是，程序以我们期望的方式退出。注意术语正常终止并不隐含程序是否执行成功的含义（这是返回状态码的作用）。例如，假设我们编写了一个程序需要用户输入文件名。如果用户输入的是非法的文件名，则程序通常应该返回非零的状态码来表示失败，但是该程序仍然可以正常终止。

std::exit() 执行许多清理函数。首先，销毁具有静态存储持续时间的对象。然后，如果使用了任何文件，则执行其他一些杂项文件清理。最后，控制被返回给操作系统，传递给std::exit() 的参数被用作状态码。

显式调用 `std::exit()`

虽然std::exit() 在main() 结束时会被隐式调用，但它也可以被显式调用，以在程序正常终止前停止程序。当以这种方式调用std::exit() 时，你需要包含 cstdlib 头文件。

下面是显式调用 std::exit() 的一个例子:

#include <cstdlib> // for std::exit()
#include <iostream>

void cleanup()
{
    // code here to do any kind of cleanup required
    std::cout << "cleanup!\n";
}

int main()
{
    std::cout << 1 << '\n';
    cleanup();

    std::exit(0); // terminate and return status code 0 to operating system

    // The following statements never execute
    std::cout << 2 << '\n';

    return 0;
}

程序打印：

1
cleanup!

注意，std::exit() 之后的语句永远不会执行，因为程序已经终止了。

虽然在上面的程序中，我们从函数 main() 调用 std::exit() ，但也可以从任何函数调用std::exit()来终止程序。

关于显式调用 std::exit() 的一个重要注意事项是： std::exit() 不会清除任何本地变量(无论是在当前函数中，还是在调用栈中的函数)。因此，通常最好避免调用std::exit() 。

注意

std::exit()函数不会清理当前函数中的局部变量或清理调用堆栈。

`std::atexit`

因为std::exit() 会立即终止程序，所以你可能需要在终止前手动执行一些清理操作。在这种情况下，清理意味着关闭数据库或网络连接、释放所分配的内存、将信息写入日志文件等。

在上面的例子中，我们调用函数cleanup() 来处理清理任务。然而，记住在调用exit()之前手动调用一个清理函数会给程序员增加负担。

为了帮助我们完成这项工作，C++提供了std::atexit() 函数，它允许指定一个函数，该函数将在程序终止时通过 std::exit() 自动调用。

相关内容

我们会在12.1 - 函数指针中介绍如何将函数作为参数传递

请看下面的例子：

#include <cstdlib> // for std::exit()
#include <iostream>

void cleanup()
{
    // code here to do any kind of cleanup required
    std::cout << "cleanup!\n";
}

int main()
{
    // register cleanup() to be called automatically when std::exit() is called
    std::atexit(cleanup); // note: we use cleanup rather than cleanup() since we're not making a function call to cleanup() right now

    std::cout << 1 << '\n';

    std::exit(0); // terminate and return status code 0 to operating system

    // The following statements never execute
    std::cout << 2 << '\n';

    return 0;
}

该程序的输出与前面的示例相同：

1
cleanup!

为什么要这么做呢？这样你就可以在一个地方指定一个清理函数(可能在 main 中)，然后不必担心在调用 std::exit() 之前记得显式调用该函数。

首先，由于 std::exit() 在 main() 终止时隐式调用，如果程序以这种方式退出，std::atexit() 注册的任何函数都会被调用。第二，被注册的函数必须不带参数，也没有返回值。最后，如果你愿意，你可以使用 std::atexit() 注册多个清理函数，它们将按注册的相反顺序调用(最后注册的将最先调用)。

扩展阅读

在多线程程序中，调用std::exit() 可能导致程序崩溃(因为调用std::exit() 的线程将清理仍然可能被其他线程访问的静态对象)。因此，C++引入了另一对函数，它们的工作方式类似于 std::exit() 和 std::atexit() ，它们被称为std::quick_exit() 和 std::at_quick_exit() 。std::quick_exit() 会正常地终止程序，但不会清理静态对象，可能会也可能不会执行其他类型的清理。对于以std::quick_exit() 结束的程序，std::at_quick_exit() 执行与std::atexit() 相同的作用。

`std::abort` 和 `std::terminate`

C++包含另外两个与停止相关的函数。

std::abort() 函数会导致程序非正常终止。异常终止意味着程序有某种不寻常的运行时错误，程序不能继续运行。例如，试图除以0将导致异常终止。std::abort() 不做任何清理。

#include <cstdlib> // for std::abort()
#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << 1 << '\n';
    std::abort();

    // The following statements never execute
    std::cout << 2 << '\n';

    return 0;
}

我们将在本章后面看到隐式调用std::abort() 的情况(7.17 -断言和static_assert)。

std::terminate() 函数通常与异常一起使用(我们将在后面的章节中讨论异常)。虽然可以显式地调用std::terminate ，但在没有处理异常时(以及在其他一些与异常相关的情况下)，更多的情况是隐式地调用它。默认情况下，std::terminate()会调用std:: abort()。

什么时候应该挂起程序？

简短的回答是“几乎没有”。销毁局部对象是C++的一个重要部分(特别是当我们进入类时)，上面提到的函数都没有清除局部变量。异常是处理错误情况的更好、更安全的机制。

最佳实践

只有在没有从主函数正常返回的安全方法时才使用挂起。如果没有禁用异常，最好使用异常来安全地处理错误。

7.11 - 挂起（提前结束程序）

std::exit() 函数

显式调用 std::exit()

std::atexit

std::abort 和 std::terminate