C++返回多個輸出值時為什么最好返回結構體或tuple

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如果需要返回多個輸出值，最好返回結構體或者tuple

Reason（原因）

返回值本身就表明了自己是一個只用作輸出的值。注意C++是可以同時返回多個值的，通常是使用tuple(包括pair)，調用者還可以利用tie獲得額外的便利性。如果返回值有特定的含義時使用命名的結構體會更好。否則無名的tuple會更適合一般的代碼。

譯者注：tie是C++11導入的新特性，可以用于解構tuple元素。

Example（示例）

// BAD: output-only parameter documented in a commentint f(const string& input, /*output only*/ string& output_data){    // ...    output_data = something();    return status;}
// GOOD: self-documentingtuple<int, string> f(const string& input){    // ...    return make_tuple(status, something());}

譯者注：類似的返回多值的做法在其他語言（例如Python）中已經(jīng)廣泛使用。

C++98的標準庫中已經(jīng)使用這種風格，因為pair就像2個元素的tuple。例如，假設有一個set<string> my_set，考慮下面的代碼：

// C++98result = my_set.insert("Hello");if (result.second) do_something_with(result.first);    // workaround

使用C++11你可以這樣寫，直接將結果放入已經(jīng)存在的局部變量。

Sometype iter;                                // default initialize if we haven't alreadySomeothertype success;                        // used these variables for some other purpose
tie(iter, success) = my_set.insert("Hello");   // normal return valueif (success) do_something_with(iter);

使用C++17，我們可以使用結構化綁定功能定義和初始化多個值：

if (auto [ iter, success ] = my_set.insert("Hello"); success) do_something_with(iter);

Exception（例外）

有時我們需要向函數(shù)傳遞一個對象以便控制這個對象的狀態(tài)。在這種情況下，使用引用T&傳遞對象通常是正確的方式。一般不需要一方面明確地傳遞一個輸入/輸出參數(shù)，另一方面卻通過返回值輸出。例如：

istream& operator>>(istream& is, string& s);    // much like std::operator>>()
for (string s; cin >> s; ) {    // do something with line}

譯者注：這里說的應該是s。is由于需要支持連續(xù)的>>,需要作為返回值返回。

這里s和cin都用作輸入/輸出參數(shù)。我們通過（非常量）引用傳遞cin以便控制它的狀態(tài)。我們傳遞s以避免重復申請內存。通過重用s(通過引用傳遞)，我們只是在需要擴充s的容量時重新申請內存。這個技術有時被稱為“用戶申請的輸出”模式，這種方式特別適用于類似string和vector那樣的類型，它們需要釋放申請到的存儲空間。

作為比較，如果我們使用返回值傳出所有值，差不多需要這樣做：

pair<istream&, string> get_string(istream& is);  // not recommended{    string s;    is >> s;    return {is, s};}
for (auto p = get_string(cin); p.first; ) {    // do something with p.second}

我們認為這種做法明顯不夠優(yōu)雅，也不夠高效。

如果真正嚴格地理解這條準則(F.21), 這個例外并不是真的例外，因為它依賴于輸入/輸出參數(shù)，而不是本準則提到的簡單的輸出參數(shù)。然而我們強調的是

明確而不是隱含地傳遞的情況。

Note（注意）

很多情況下，傳遞一個明確的，用戶定義的類型可能是有用的。例如：

struct Distance {    int value;    int unit = 1;   // 1 means meters};
Distance d1 = measure(obj1);        // access d1.value and d1.unitauto d2 = measure(obj2);            // access d2.value and d2.unitauto [value, unit] = measure(obj3); // access value and unit; somewhat redundant                                    // to people who know measure()auto [x, y] = measure(obj4);        // don't; it's likely to be confusing

譯者注：代碼中[x,y]的用法是C++17中引入的結構化綁定（structred binding）

一般的pair和tuple應該只被用于返回值表現(xiàn)獨立實體（數(shù)據(jù)之間沒什么內在聯(lián)系）的情況，而不是表現(xiàn)某種抽象。

另外一個例子，使用和variant<T, error_code>類似的特定類型，而不是使用一般的tuple。

譯者注：variant是C++17引入的新特性。這個例子可以看做抽象之外的另一種包含明確意義的情況。

Enforcement（實施建議）

應該使用返回值代替輸出參數(shù)。輸出參數(shù)可以是函數(shù)寫入動作的對象，調用一個非常量成員函數(shù)，或者作為一個非常量傳遞。

感謝各位的閱讀，以上就是“C++返回多個輸出值時為什么最好返回結構體或tuple”的內容了，經(jīng)過本文的學習后，相信大家對C++返回多個輸出值時為什么最好返回結構體或tuple這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！