C++可以直接返回多值？
在 C++ 中，想要直接返回多个值并不是一个像 Python 那样内置的、一行代码就能实现的简单操作。C++ 是一门强类型语言，函数在声明时通常指定单一的返回类型。但别担心，C++ 提供了几种相当灵活且强大的方式来“模拟”或者说达到返回多值的目的。让我详细地跟你聊聊这些方法。
为什么 C++ 不像某些语言那样“直接”返回多值？
最根本的原因是 C++ 的设计哲学。它更倾向于显式和控制。返回一个单一、明确的类型，有助于编译器进行更严格的类型检查，从而在编译阶段就能发现许多潜在的错误。这就像你盖房子，地基必须坚固明确，而不是随意堆砌。
当然，这并不意味着 C++ 在处理多返回值方面就显得笨拙。相反，C++ 的做法提供了更多的选择和更好的性能潜力。
那么，C++ 有哪些方法可以实现返回多值呢？
主要有以下几种方式，各有千秋，适用于不同的场景：
1. 使用 `std::tuple` (C++11 及以后)
这是现代 C++ 中最推荐、也是最优雅的方式之一。`std::tuple` 允许你将任意数量、任意类型的值打包到一个对象中，然后将这个 `tuple` 对象作为函数的返回值。
怎么做？
你需要在函数内部创建一个 `std::tuple` 对象，将需要返回的值塞进去，然后直接返回这个 `tuple`。在调用函数的地方，你可以使用 `std::get` 来按索引访问 `tuple` 中的元素，或者使用 C++17 引入的结构化绑定（structured bindings）来更方便地解包。
举个栗子：
假设我们想写一个函数，计算一个数的平方和立方，并且还想返回原始的数本身。
```cpp
include
include // 引入 tuple 的头文件
// 函数返回一个包含原始数、平方和立方的 tuple
std::tuple calculate_powers(int num) {
int square = num num;
int cube = num num num;
return std::make_tuple(num, square, cube); // 使用 make_tuple 创建 tuple
}
int main() {
int value = 5;
auto result = calculate_powers(value); // result 是一个 std::tuple
// 方式一：使用 std::get 按索引访问
std::cout << "原始值: " << std::get<0>(result) << std::endl;
std::cout << "平方: " << std::get<1>(result) << std::endl;
std::cout << "立方: " << std::get<2>(result) << std::endl;
std::cout << "" << std::endl;
// 方式二：使用 C++17 的结构化绑定 (更简洁易读)
auto [original, sq, cb] = calculate_powers(value);
std::cout << "原始值 (绑定): " << original << std::endl;
std::cout << "平方 (绑定): " << sq << std::endl;
std::cout << "立方 (绑定): " << cb << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
类型安全： `tuple` 中的每个元素都有明确的类型，编译器会进行严格检查。
灵活： 可以包含任意数量、任意类型的元素。
现代 C++ 的首选： 结构化绑定使得解包非常方便，代码可读性高。
没有额外的对象拷贝（通常情况下）： 返回 `tuple` 通常是通过返回值优化（RVO）或命名返回值优化（NRVO）来实现的，避免了不必要的拷贝。
缺点：
需要 C++11 或更高版本。
通过索引访问（`std::get`）可能不如命名变量直观。 （结构化绑定很好地解决了这个问题）。
2. 使用 `std::pair` (C++11 及以后，但通常只用于两个值)
`std::pair` 是 `std::tuple` 的一个特例，专门用于存储两个值。如果你只需要返回两个值，`std::pair` 是一个更轻量级的选择。
怎么做？
和 `tuple` 类似，创建 `std::pair` 对象并返回。可以通过 `.first` 和 `.second` 成员访问。
举个栗子：
写一个函数，返回一个数的整数部分和小数部分。
```cpp
include
include // 引入 pair 的头文件
std::pair split_number(double val) {
int integer_part = static_cast(val);
double fractional_part = val integer_part;
return std::make_pair(integer_part, fractional_part); // or return {integer_part, fractional_part};
}
int main() {
double pi = 3.14159;
auto parts = split_number(pi);
std::cout << "整数部分: " << parts.first << std::endl;
std::cout << "小数部分: " << parts.second << std::endl;
// 使用结构化绑定（C++17）
auto [int_part, frac_part] = split_number(pi);
std::cout << "整数部分 (绑定): " << int_part << std::endl;
std::cout << "小数部分 (绑定): " << frac_part << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
简单直接： 对于两个值，比 `tuple` 更简洁。
类型安全。
支持结构化绑定（C++17）。
缺点：
只能返回两个值。 如果你需要返回更多，就得考虑 `tuple` 了。
3. 使用结构体或类
如果你的返回值具有逻辑上的关联性，并且你希望给这些返回值一个更具描述性的名称，那么定义一个 `struct` 或 `class` 来封装这些值是最佳选择。
怎么做？
定义一个 `struct` 或 `class`，包含所有你需要返回的成员变量。然后在函数中创建该结构体/类的一个实例，填充成员，然后返回这个实例。
举个栗子：
比如一个函数，计算一个点的坐标 (`x`, `y`) 和它到原点的距离。
```cpp
include
include // 用于 sqrt
// 定义一个结构体来封装多个返回值
struct PointInfo {
int x;
int y;
double distance_to_origin;
};
// 函数返回一个 PointInfo 结构体
PointInfo get_point_details(int x, int y) {
PointInfo info;
info.x = x;
info.y = y;
info.distance_to_origin = std::sqrt(x x + y y);
return info; // 直接返回结构体实例
}
int main() {
int px = 3;
int py = 4;
PointInfo details = get_point_details(px, py);
std::cout << "点的坐标: (" << details.x << ", " << details.y << ")" << std::endl;
std::cout << "到原点的距离: " << details.distance_to_origin << std::endl;
// C++17 结构化绑定同样适用于结构体
auto [coord_x, coord_y, dist] = get_point_details(px, py);
std::cout << "点的坐标 (绑定): (" << coord_x << ", " << coord_y << ")" << std::endl;
std::cout << "到原点的距离 (绑定): " << dist << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
最清晰、最易读： 返回值的含义一目了然，通过成员名访问，避免了 `std::get` 的索引魔法。
可扩展性强： 方便添加更多的返回值。
逻辑关联性强： 当返回的值逻辑上属于同一个实体时，结构体是最好的选择。
类型安全。
支持结构化绑定（C++17）。
缺点：
需要预先定义结构体/类： 对于简单的、一次性的多值返回，可能显得有点“重”。
4. 使用引用传递（输出参数）
这是一种非常传统的 C++ 方法，也是在 C++11 之前处理多返回值最常见的方式之一。你将需要修改的变量作为函数的引用参数传递进去，函数直接修改这些引用指向的变量。
怎么做？
在函数签名中，将需要“返回”的变量声明为引用类型（通常是 `&`），并在函数内部修改它们。
举个栗子：
我们用上面的“平方和立方”例子，但这次使用引用参数。
```cpp
include
// 函数将原始数、平方和立方直接写入传入的引用参数
void calculate_powers_by_ref(int num, int& out_num, int& out_square, int& out_cube) {
out_num = num; // 将原始值写入输出参数
out_square = num num;
out_cube = num num num;
}
int main() {
int value = 5;
int original_val, square_val, cube_val; // 声明用于接收返回值的变量
calculate_powers_by_ref(value, original_val, square_val, cube_val); // 调用函数，传入引用
std::cout << "原始值: " << original_val << std::endl;
std::cout << "平方: " << square_val << std::endl;
std::cout << "立方: " << cube_val << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
兼容性好： 这是 C++ 最基础的特性之一，适用于所有 C++ 标准。
可以修改原变量： 如果你的函数不仅要“返回”新值，还要修改传入的某个现有变量，这种方式很直接。
避免拷贝（在某些情况下）： 对于大型对象，传递引用可以避免一次完整的拷贝。
缺点：
可读性稍差： 调用者需要提前声明变量，并且不知道哪些参数会被修改，哪些不会，除非仔细阅读函数声明。这可能导致意外的副作用。
函数签名可能变得冗长： 如果需要返回很多值，函数签名会很长。
不容易链式调用或直接用于表达式： 你不能像 `auto result = calculate_powers_by_ref(...)` 这样直接赋值。
命名上的不明确： 函数声明中的参数名并不能直接表明它们是“返回值”。
5. 返回指针（输出参数）
与引用传递类似，但使用指针作为参数。
怎么做？
在函数签名中声明指针参数，并在函数内部通过解引用 (``) 来修改指向的内存。
举个栗子：
```cpp
include
include
void get_sqrt_and_square(double val, double out_sqrt, double out_square) {
if (out_sqrt) { // 安全检查，确保指针有效
out_sqrt = std::sqrt(val);
}
if (out_square) {
out_square = val val;
}
}
int main() {
double number = 16.0;
double sqrt_result, square_result;
get_sqrt_and_square(number, &sqrt_result, □_result); // 传入变量的地址
std::cout << "平方根: " << sqrt_result << std::endl;
std::cout << "平方: " << square_result << std::endl;
// 也可以选择只获取其中一个值
double only_sqrt;
get_sqrt_and_square(number, &only_sqrt, nullptr); // 传入 nullptr 表示不关心另一个值
std::cout << "只获取平方根: " << only_sqrt << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
可以返回“空”值： 通过传递 `nullptr`，可以指示函数某个返回值是不需要的，这比引用更灵活。
与 C 语言兼容： 如果你需要与 C 代码交互，指针是一个常见的接口。
避免拷贝（对于大型对象）。
缺点：
容易出错： 空指针解引用是 C++ 中非常常见的运行时错误。需要严格的 `nullptr` 检查。
可读性差： 和引用参数一样，签名冗长且不易区分输入输出。
不如引用安全。
总结与选择建议
那么，在这么多方法中，你应该如何选择呢？
绝大多数现代 C++ 场景下，优先考虑 `std::tuple` 或 `std::pair`。
如果需要返回两个值，`std::pair` 是一个不错的选择。
如果需要返回两个以上的值，或者值的类型组合比较复杂，`std::tuple` 是你的主力。
结合 C++17 的结构化绑定，`tuple` 和 `pair` 的解包会变得异常的方便和清晰。
当返回的值具有清晰的逻辑关联性，形成一个独立的实体时，定义一个 `struct` 或 `class` 是最好的选择。 这会带来最好的可读性和可维护性。
引用传递 适用于需要“修改”传入变量的场景，或者在一些遗留代码中。但对于纯粹的多返回值，它不如 `tuple` 或结构体清晰。
指针传递 通常只在与 C 代码交互或需要传递“空”值信号时才使用。要非常小心使用，避免空指针问题。
所以，虽然 C++ 没有 Python 那样直接的 `return a, b, c` 语法，但它提供的这些机制，尤其是 `std::tuple` 和 `struct`，不仅能够有效地实现多返回值，而且在类型安全、性能和代码组织方面都表现出色。理解它们各自的适用场景，你就能写出更健壮、更易读的 C++ 代码了。
为什么 C++ 不像某些语言那样“直接”返回多值？
最根本的原因是 C++ 的设计哲学。它更倾向于显式和控制。返回一个单一、明确的类型，有助于编译器进行更严格的类型检查，从而在编译阶段就能发现许多潜在的错误。这就像你盖房子，地基必须坚固明确，而不是随意堆砌。
当然，这并不意味着 C++ 在处理多返回值方面就显得笨拙。相反，C++ 的做法提供了更多的选择和更好的性能潜力。
那么，C++ 有哪些方法可以实现返回多值呢？
主要有以下几种方式，各有千秋，适用于不同的场景：
1. 使用 `std::tuple` (C++11 及以后)
这是现代 C++ 中最推荐、也是最优雅的方式之一。`std::tuple` 允许你将任意数量、任意类型的值打包到一个对象中，然后将这个 `tuple` 对象作为函数的返回值。
怎么做？
你需要在函数内部创建一个 `std::tuple` 对象，将需要返回的值塞进去，然后直接返回这个 `tuple`。在调用函数的地方，你可以使用 `std::get` 来按索引访问 `tuple` 中的元素，或者使用 C++17 引入的结构化绑定（structured bindings）来更方便地解包。
举个栗子：
假设我们想写一个函数，计算一个数的平方和立方，并且还想返回原始的数本身。
```cpp
include
include
// 函数返回一个包含原始数、平方和立方的 tuple
std::tuple
int square = num num;
int cube = num num num;
return std::make_tuple(num, square, cube); // 使用 make_tuple 创建 tuple
}
int main() {
int value = 5;
auto result = calculate_powers(value); // result 是一个 std::tuple
// 方式一：使用 std::get 按索引访问
std::cout << "原始值: " << std::get<0>(result) << std::endl;
std::cout << "平方: " << std::get<1>(result) << std::endl;
std::cout << "立方: " << std::get<2>(result) << std::endl;
std::cout << "" << std::endl;
// 方式二：使用 C++17 的结构化绑定 (更简洁易读)
auto [original, sq, cb] = calculate_powers(value);
std::cout << "原始值 (绑定): " << original << std::endl;
std::cout << "平方 (绑定): " << sq << std::endl;
std::cout << "立方 (绑定): " << cb << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
类型安全： `tuple` 中的每个元素都有明确的类型，编译器会进行严格检查。
灵活： 可以包含任意数量、任意类型的元素。
现代 C++ 的首选： 结构化绑定使得解包非常方便，代码可读性高。
没有额外的对象拷贝（通常情况下）： 返回 `tuple` 通常是通过返回值优化（RVO）或命名返回值优化（NRVO）来实现的，避免了不必要的拷贝。
缺点：
需要 C++11 或更高版本。
通过索引访问（`std::get`）可能不如命名变量直观。 （结构化绑定很好地解决了这个问题）。
2. 使用 `std::pair` (C++11 及以后，但通常只用于两个值)
`std::pair` 是 `std::tuple` 的一个特例，专门用于存储两个值。如果你只需要返回两个值，`std::pair` 是一个更轻量级的选择。
怎么做？
和 `tuple` 类似，创建 `std::pair` 对象并返回。可以通过 `.first` 和 `.second` 成员访问。
举个栗子：
写一个函数，返回一个数的整数部分和小数部分。
```cpp
include
include
std::pair
int integer_part = static_cast
double fractional_part = val integer_part;
return std::make_pair(integer_part, fractional_part); // or return {integer_part, fractional_part};
}
int main() {
double pi = 3.14159;
auto parts = split_number(pi);
std::cout << "整数部分: " << parts.first << std::endl;
std::cout << "小数部分: " << parts.second << std::endl;
// 使用结构化绑定（C++17）
auto [int_part, frac_part] = split_number(pi);
std::cout << "整数部分 (绑定): " << int_part << std::endl;
std::cout << "小数部分 (绑定): " << frac_part << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
简单直接： 对于两个值，比 `tuple` 更简洁。
类型安全。
支持结构化绑定（C++17）。
缺点：
只能返回两个值。 如果你需要返回更多，就得考虑 `tuple` 了。
3. 使用结构体或类
如果你的返回值具有逻辑上的关联性，并且你希望给这些返回值一个更具描述性的名称，那么定义一个 `struct` 或 `class` 来封装这些值是最佳选择。
怎么做？
定义一个 `struct` 或 `class`，包含所有你需要返回的成员变量。然后在函数中创建该结构体/类的一个实例，填充成员，然后返回这个实例。
举个栗子：
比如一个函数，计算一个点的坐标 (`x`, `y`) 和它到原点的距离。
```cpp
include
include
// 定义一个结构体来封装多个返回值
struct PointInfo {
int x;
int y;
double distance_to_origin;
};
// 函数返回一个 PointInfo 结构体
PointInfo get_point_details(int x, int y) {
PointInfo info;
info.x = x;
info.y = y;
info.distance_to_origin = std::sqrt(x x + y y);
return info; // 直接返回结构体实例
}
int main() {
int px = 3;
int py = 4;
PointInfo details = get_point_details(px, py);
std::cout << "点的坐标: (" << details.x << ", " << details.y << ")" << std::endl;
std::cout << "到原点的距离: " << details.distance_to_origin << std::endl;
// C++17 结构化绑定同样适用于结构体
auto [coord_x, coord_y, dist] = get_point_details(px, py);
std::cout << "点的坐标 (绑定): (" << coord_x << ", " << coord_y << ")" << std::endl;
std::cout << "到原点的距离 (绑定): " << dist << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
最清晰、最易读： 返回值的含义一目了然，通过成员名访问，避免了 `std::get` 的索引魔法。
可扩展性强： 方便添加更多的返回值。
逻辑关联性强： 当返回的值逻辑上属于同一个实体时，结构体是最好的选择。
类型安全。
支持结构化绑定（C++17）。
缺点：
需要预先定义结构体/类： 对于简单的、一次性的多值返回，可能显得有点“重”。
4. 使用引用传递（输出参数）
这是一种非常传统的 C++ 方法，也是在 C++11 之前处理多返回值最常见的方式之一。你将需要修改的变量作为函数的引用参数传递进去，函数直接修改这些引用指向的变量。
怎么做？
在函数签名中，将需要“返回”的变量声明为引用类型（通常是 `&`），并在函数内部修改它们。
举个栗子：
我们用上面的“平方和立方”例子，但这次使用引用参数。
```cpp
include
// 函数将原始数、平方和立方直接写入传入的引用参数
void calculate_powers_by_ref(int num, int& out_num, int& out_square, int& out_cube) {
out_num = num; // 将原始值写入输出参数
out_square = num num;
out_cube = num num num;
}
int main() {
int value = 5;
int original_val, square_val, cube_val; // 声明用于接收返回值的变量
calculate_powers_by_ref(value, original_val, square_val, cube_val); // 调用函数，传入引用
std::cout << "原始值: " << original_val << std::endl;
std::cout << "平方: " << square_val << std::endl;
std::cout << "立方: " << cube_val << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
兼容性好： 这是 C++ 最基础的特性之一，适用于所有 C++ 标准。
可以修改原变量： 如果你的函数不仅要“返回”新值，还要修改传入的某个现有变量，这种方式很直接。
避免拷贝（在某些情况下）： 对于大型对象，传递引用可以避免一次完整的拷贝。
缺点：
可读性稍差： 调用者需要提前声明变量，并且不知道哪些参数会被修改，哪些不会，除非仔细阅读函数声明。这可能导致意外的副作用。
函数签名可能变得冗长： 如果需要返回很多值，函数签名会很长。
不容易链式调用或直接用于表达式： 你不能像 `auto result = calculate_powers_by_ref(...)` 这样直接赋值。
命名上的不明确： 函数声明中的参数名并不能直接表明它们是“返回值”。
5. 返回指针（输出参数）
与引用传递类似，但使用指针作为参数。
怎么做？
在函数签名中声明指针参数，并在函数内部通过解引用 (``) 来修改指向的内存。
举个栗子：
```cpp
include
include
void get_sqrt_and_square(double val, double out_sqrt, double out_square) {
if (out_sqrt) { // 安全检查，确保指针有效
out_sqrt = std::sqrt(val);
}
if (out_square) {
out_square = val val;
}
}
int main() {
double number = 16.0;
double sqrt_result, square_result;
get_sqrt_and_square(number, &sqrt_result, □_result); // 传入变量的地址
std::cout << "平方根: " << sqrt_result << std::endl;
std::cout << "平方: " << square_result << std::endl;
// 也可以选择只获取其中一个值
double only_sqrt;
get_sqrt_and_square(number, &only_sqrt, nullptr); // 传入 nullptr 表示不关心另一个值
std::cout << "只获取平方根: " << only_sqrt << std::endl;
return 0;
}
```
优点：
可以返回“空”值： 通过传递 `nullptr`，可以指示函数某个返回值是不需要的，这比引用更灵活。
与 C 语言兼容： 如果你需要与 C 代码交互，指针是一个常见的接口。
避免拷贝（对于大型对象）。
缺点：
容易出错： 空指针解引用是 C++ 中非常常见的运行时错误。需要严格的 `nullptr` 检查。
可读性差： 和引用参数一样，签名冗长且不易区分输入输出。
不如引用安全。
总结与选择建议
那么，在这么多方法中，你应该如何选择呢？
绝大多数现代 C++ 场景下，优先考虑 `std::tuple` 或 `std::pair`。
如果需要返回两个值，`std::pair` 是一个不错的选择。
如果需要返回两个以上的值，或者值的类型组合比较复杂，`std::tuple` 是你的主力。
结合 C++17 的结构化绑定，`tuple` 和 `pair` 的解包会变得异常的方便和清晰。
当返回的值具有清晰的逻辑关联性，形成一个独立的实体时，定义一个 `struct` 或 `class` 是最好的选择。 这会带来最好的可读性和可维护性。
引用传递 适用于需要“修改”传入变量的场景，或者在一些遗留代码中。但对于纯粹的多返回值，它不如 `tuple` 或结构体清晰。
指针传递 通常只在与 C 代码交互或需要传递“空”值信号时才使用。要非常小心使用，避免空指针问题。
所以，虽然 C++ 没有 Python 那样直接的 `return a, b, c` 语法，但它提供的这些机制，尤其是 `std::tuple` 和 `struct`，不仅能够有效地实现多返回值，而且在类型安全、性能和代码组织方面都表现出色。理解它们各自的适用场景，你就能写出更健壮、更易读的 C++ 代码了。
网友意见
逗号在C++里面是一个运算符，其值等于最后一个符号
(1）有没有可能直接返回多值（并且如题目要求，不许用 structured binding）
(按题主的要求)不用结构化绑定，用 tuple加tie 可以返回多个数据：
#include <iostream> #include <tuple> #include <string> std::tuple<std::string, int, int, int> get_sizes() { return {"张圆圆", 58, 28, 68}; } int main() { std::string name; int breast, waist, hip; std::tie(name, breast, waist, hip) = get_sizes(); std::cout << name << "的数据：" << breast << "，" << waist << "，" << hip << "。"; return 0; } // 输出： 张圆圆的数据：58，28，68。 链接：
(2) 下面截图的操作为啥不报错？
请学习逗号表达式。
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在C语言中，`struct`（结构体）之所以能成为构建复杂数据结构的基石，在于它提供了将不同类型的数据成员组合成一个单一逻辑单元的能力。这就像我们在现实生活中将不同零散的物品（姓名、年龄、学号等）打包成一个“学生”的概念一样。让我们一层层剥开，看看`struct`是如何做到这一点的，以及它在数据结构.............
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想看懂 Lua 源码，C 语言得有那么点儿模样才行。不是说非得精通到能写操作系统，但基础得扎实，一些核心的概念得吃透。要是 C 基础还摇摇晃晃，直接上手 Lua 源码，那感觉就像是在稀泥里挖洞，费劲不说，还容易把自己搞晕。首先，C 语言的基础部分是你必须得过关的. 变量、数据类型、运算符： 这个.............
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在 C 中实现毫秒级的计划任务，我们通常需要利用底层的一些机制来精确控制时间的触发。直接依赖 `System.Threading.Timer` 或者 `System.Timers.Timer`，它们的设计初衷是为了相对不那么精确的间隔调用，在毫秒级别上可能存在一定的延迟或抖动，不够稳定。为了达到毫秒.............
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