從函數返回值：參考vs結構

Question

我是編程新手，我正在使用本書研究C++編程語言：編程原理和使用C++的練習。我今天來到這裏，因爲在第8章的結尾，筆者着重功能，提出了一種鍛鍊邀請學生去思考更好的解決一個問題：

編寫發現功能的最小矢量參數的最大元素，並計算均值和中值。不要使用全局變量。返回一個包含結果的struct或通過引用參數傳遞它們。你更喜歡哪一個返回幾個值？爲什麼？

現在，通常我不會定義一個函數來執行多個動作，但在這種情況下，我必須創建一個函數並考慮如何返回多個值。我的第一個方法是創建一個函數，引用參數是這樣的：

void my_func(
    vector<double>& numbers, 
    double& min, 
    double& max, 
    double& mean, 
    double& median 
); 

但隨着寫程序怎麼回事，我開始認爲這個解決方案中使用的參數太多，也許提出了另一種解決方案（使用struct）會更好。你將如何使用struct來解決這個問題？你如何從函數中返回多個值？

Answer 1

使用struct這個問題很簡單：定義的返回類型爲struct，並使用它，就像這樣：

struct stats { 
    double min; 
    double max; 
    double mean; 
    double median; 
}; 
stats my_func(vector<double>& numbers) { 
    stats res; 
    ... 
    res.min = ... 
    res.max = ... 
    res.mean = ... 
    res.median = ... 
    return res; 
} 

這裏的代價是，以換取有一個更簡單的函數簽名時，你的函數的用戶需要逐一提取他們想要的元素。

但是，如果結構非常複雜並且複製成本變得過於昂貴，怎麼辦？

與您的函數的「有效負載」CPU時間相比，複製所需的極端大小的結構變得過於昂貴。最重要的是，C++優化器通過採用copy elision和return value optimization策略，當你這樣做減少了複製費用：

stats s = my_func(numbers); 

當struct變得如此巨大，你不想複製，結合像這兩種方法這樣的：

void my_func(vector<double>& numbers, stats& res); 

Answer 2

聲明struct

即

struct stats { 
    double min; 
    double max; 
    double mean; 
    double median; 
}; 

然後

stats my_func(vector<double>& numbers); 

功能會是這樣

stats my_func(vector<double>& numbers) { 
    stats return_value; 

    // Fill in the structure 

    return return_value; 
} 

Answer 3

那麼你只返回一個結構。

struct res { 
    double min; 
    double max; 
    double mean; 
    double median; 
}; 

res my_func(vector<double>& numbers) { 
    res result; 
    // do stuff, put result in in result.min etc 

    return result; 
} 

其它可以以類似的方式來完成：

void my_func(vector<double>& numbers, 
      res& result) 
{ 
    // the same code except no return value 

    return; 
} 

現在在你的任務的問題（我不回答 - 因爲它是你喜歡什麼問題），我想提到技術差異是什麼。

當返回一個結構就意味着你可能會創建result結構的臨時副本（也可能導致兩個對象res一個呼叫者和一個my_func一起工作）。而另一種方法意味着你傳遞給函數基本上決定了結果的放置位置。有了「好」的實現，你可能會得到相同的代碼。