从c++函数中返回多个值的首选方法是什么?例如,假设有一个函数对两个整数进行除法并同时返回商和余数。我经常看到的一种方法是使用引用形参:

void divide(int dividend, int divisor, int& quotient, int& remainder);

一种变体是返回一个值,并通过引用形参传递另一个值:

int divide(int dividend, int divisor, int& remainder);

另一种方法是声明一个结构体来包含所有的结果并返回:

struct divide_result {
    int quotient;
    int remainder;
};

divide_result divide(int dividend, int divisor);

这些方法中是否有一种通常是首选的,还是有其他的建议?

编辑:在实际代码中,可能会有两个以上的结果。它们也可能是不同类型的。


当前回答

如果只有几个返回值,我只会通过引用来做,但对于更复杂的类型,你也可以这样做:

static struct SomeReturnType {int a,b,c; string str;} SomeFunction()
{
  return {1,2,3,string("hello world")}; // make sure you return values in the right order!
}

如果返回类型只是一个临时返回类型,则使用“static”将返回类型的范围限制在这个编译单元。

 SomeReturnType st = SomeFunction();
 cout << "a "   << st.a << endl;
 cout << "b "   << st.b << endl;
 cout << "c "   << st.c << endl;
 cout << "str " << st.str << endl;

这绝对不是最漂亮的方法,但它是有效的。

其他回答

为什么坚持使用具有多个返回值的函数?在OOP中,你可以使用一个类,它提供一个常规函数和一个单一的返回值,以及如下所示的任意数量的额外“返回值”。这样做的好处是调用者可以选择查看额外的数据成员,但并不要求必须这样做。对于复杂的数据库或网络调用,这是首选的方法,在这些调用中,如果发生错误,可能需要大量额外的返回信息。

为了回答您最初的问题,这个示例有一个返回商的方法,这是大多数调用者可能需要的,此外,在方法调用之后,您可以获得作为数据成员的余数。

class div{
   public:
      int remainder;

      int quotient(int dividend, int divisor){
         remainder = ...;
         return ...;
      }
};

替代方案包括数组、生成器和控制反转,但在这里不适用。

有些(例如微软在历史上的Win32)倾向于使用引用参数来简化,因为它很清楚由谁分配以及它在堆栈上的外观,减少了结构的扩散,并允许成功的单独返回值。

“纯”程序员更喜欢结构体,假设它是函数值(就像这里的情况一样),而不是函数偶然接触的东西。如果您有一个更复杂的过程,或者带有状态的东西,您可能会使用引用(假设您有不使用类的理由)。

在C(以及c++)标准中,有使用div、ldiv(以及C99中的lldiv)函数从<stdlib.h>(或<cstdlib>)返回结构的先例。

“返回值和返回参数的混合”通常是最不干净的。

让函数返回状态并通过返回参数返回数据在C中是合理的;在c++中,你可以使用异常来传递失败信息,这就不那么明显了。

如果有两个以上的返回值,那么类结构的机制可能是最好的。

在c++ 17中,你还可以返回一个或多个不可移动/不可复制的值(在某些情况下)。通过新的有保证的返回值优化,可以返回不可移动的类型,并且可以很好地与聚合和模板化构造函数组合在一起。

template<typename T1,typename T2,typename T3>
struct many {
  T1 a;
  T2 b;
  T3 c;
};

// guide:
template<class T1, class T2, class T3>
many(T1, T2, T3) -> many<T1, T2, T3>;

auto f(){ return many{string(),5.7, unmovable()}; }; 

int main(){
   // in place construct x,y,z with a string, 5.7 and unmovable.
   auto [x,y,z] = f();
}

这样做的好处是,它保证不会引起任何复制或移动。你也可以让这个例子有很多可变结构。更多的细节:

返回c++ 17可变变量模板“构造推导指南”的可变变量聚合(struct)和语法

对于从一个函数返回多个值的通用系统,Boost tuple是我的首选。

可能的例子:

include "boost/tuple/tuple.hpp"

tuple <int,int> divide( int dividend,int divisor ) 

{
  return make_tuple(dividend / divisor,dividend % divisor )
}