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
c++ 17，使用std::make_tuple，结构化绑定和尽可能多的auto:
#include <tuple>
#include <string>
#include <cstring>
auto func() {
// ...
return std::make_tuple(1, 2.2, std::string("str"), "cstr");
}
int main() {
auto [i, f, s, cs] = func();
return i + f + s.length() + strlen(cs);
}
使用-O1完全优化:https://godbolt.org/z/133rT9Pcq -O3只需要优化std::string: https://godbolt.org/z/Mqbez73Kf
在这里:https://godbolt.org/z/WWKvE3osv，您可以看到GCC将所有返回值打包在一个内存块中(rdi+N)， pod样式，证明没有性能损失。
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 ...;
}
};
在c++ 11中，你可以:
#include <tuple>
std::tuple<int, int> divide(int dividend, int divisor) {
return std::make_tuple(dividend / divisor, dividend % divisor);
}
#include <iostream>
int main() {
using namespace std;
int quotient, remainder;
tie(quotient, remainder) = divide(14, 3);
cout << quotient << ',' << remainder << endl;
}
c++ 17:
#include <tuple>
std::tuple<int, int> divide(int dividend, int divisor) {
return {dividend / divisor, dividend % divisor};
}
#include <iostream>
int main() {
using namespace std;
auto [quotient, remainder] = divide(14, 3);
cout << quotient << ',' << remainder << endl;
}
或者使用结构体:
auto divide(int dividend, int divisor) {
struct result {int quotient; int remainder;};
return result {dividend / divisor, dividend % divisor};
}
#include <iostream>
int main() {
using namespace std;
auto result = divide(14, 3);
cout << result.quotient << ',' << result.remainder << endl;
// or
auto [quotient, remainder] = divide(14, 3);
cout << quotient << ',' << remainder << endl;
}
std::pair<int, int> divide(int dividend, int divisor)
{
// :
return std::make_pair(quotient, remainder);
}
std::pair<int, int> answer = divide(5,2);
// answer.first == quotient
// answer.second == remainder
Std::pair本质上是你的结构解决方案，但是已经为你定义好了，并且可以适应任何两种数据类型。
我倾向于在这样的函数中使用out-val，因为我坚持函数返回成功/错误代码的范式，并且我喜欢保持统一。
就我个人而言，我通常不喜欢返回参数，原因有很多:
在调用中，哪些参数是in，哪些是out并不总是很明显 您通常必须创建一个局部变量来捕获结果，而返回值可以内联使用(这可能是也可能不是一个好主意，但至少您可以选择) 对我来说，一个函数有一个“进”和一个“出”似乎更干净——所有的输入都在这里，所有的输出都在那里 我喜欢让我的论点列表尽可能简短
我对pair/tuple技术也有一些保留意见。主要是，返回值通常没有自然的顺序。代码的读者如何知道是否有结果。首先是商还是余数?实现者可以改变顺序，这将破坏现有的代码。如果值是相同的类型，因此不会生成编译器错误或警告，那么这种情况尤其危险。实际上，这些参数也适用于返回参数。
下面是另一个代码示例，这个示例不那么简单:
pair<double,double> calculateResultingVelocity(double windSpeed, double windAzimuth,
double planeAirspeed, double planeCourse);
pair<double,double> result = calculateResultingVelocity(25, 320, 280, 90);
cout << result.first << endl;
cout << result.second << endl;
这是打印地速和航向，还是航向和地速?这并不明显。
与此相比:
struct Velocity {
double speed;
double azimuth;
};
Velocity calculateResultingVelocity(double windSpeed, double windAzimuth,
double planeAirspeed, double planeCourse);
Velocity result = calculateResultingVelocity(25, 320, 280, 90);
cout << result.speed << endl;
cout << result.azimuth << endl;
我想这更清楚了。
所以我认为我的第一选择，一般来说，是结构技术。在某些情况下，对/元组思想可能是一个很好的解决方案。我希望尽可能避免返回参数。
