C++中函數怎么返回多個值

# C++中函數怎么返回多個值

在C++編程中，函數通常被設計為返回單個值，但實際開發中經常需要返回多個結果。本文將詳細介紹5種實現多值返回的方法，并分析各自的適用場景。

## 1. 使用結構體/類封裝多個值

**最規范的解決方案**，適合需要長期維護的代碼：

```cpp
struct Result {
    int value1;
    double value2;
    std::string value3;
};

Result calculate() {
    return {42, 3.14, "success"};
}

// 使用示例
auto res = calculate();
std::cout << res.value1 << res.value2 << res.value3;

優點： - 類型安全，編譯時檢查 - 可擴展性強（新增字段不影響現有代碼） - 代碼可讀性最佳

缺點： - 需要預先定義結構體 - 簡單場景稍顯繁瑣

2. 使用std::tuple（C++11起）

標準庫提供的輕量級解決方案：

#include <tuple>

std::tuple<int, double, std::string> getValues() {
    return std::make_tuple(10, 2.718, "data");
}

// C++17結構化綁定
auto [x, y, z] = getValues();

// C++11/14解包方式
int a;
double b;
std::string c;
std::tie(a, b, c) = getValues();

適用場景： - 臨時性多值返回 - 不需要定義具名結構的簡單情況 - C++17后語法非常簡潔

3. 通過引用/指針參數返回

傳統C風格方法，在性能敏感場景仍有用武之地：

void compute(int& outVal1, double& outVal2) {
    outVal1 = 100;
    outVal2 = 9.8;
}

// 調用方
int a;
double b;
compute(a, b);

注意事項： - 輸出參數應明確命名（如加out前綴） - 可能造成接口混亂（輸入輸出參數混在一起） - 在嵌入式開發等限制STL的場景常用

4. 使用std::pair返回兩個值

適用于固定返回兩個值的場景：

std::pair<bool, std::string> validateInput() {
    if(valid) 
        return {true, ""};
    else
        return {false, "Invalid input"};
}

// 使用示例
auto result = validateInput();
if(!result.first) {
    std::cerr << result.second;
}

特點： - first/second的語義不夠明確 - 適合邏輯簡單的布爾+附加信息場景

5. 使用std::array/vector容器返回

當返回多個同類型值時：

std::array<int, 3> getCoordinates() {
    return {x, y, z};
}

std::vector<std::string> splitString() {
    return {"part1", "part2", "part3"};
}

性能對比與選擇建議

現代C++最佳實踐： 1. 優先考慮結構體和std::tuple 2. C++17+推薦使用結構化綁定 3. 性能關鍵路徑可測試引用參數方式 4. 避免使用”魔術數字”訪問tuple元素（可用std::get<0>()代替）

進階技巧：C++17結構化綁定

auto [id, name, score] = getStudentInfo();
// 等價于：
auto student = getStudentInfo();
auto& id = std::get<0>(student);
auto& name = std::get<1>(student);
// ...后續代碼可直接使用id/name/score

此語法大幅提升了多值返回代碼的可讀性，是C++現代編程的首選方案。

總結

C++提供了多種返回多個值的方法，選擇時應考慮： - 代碼可維護性（結構體最優） - 開發效率（tuple+結構化綁定最快捷） - 運行時性能（引用參數可能最優） - 團隊編碼規范

在C++17及以后的版本中，結構化綁定與tuple/結構體的組合已成為業界公認的最佳實踐。 “`