C++ 多值返回：从版本1到版本6秒杀
C++ 多值返回：从版本1到版本6秒杀
C++ 多值返回：从版本1到版本6秒杀
- 1. 指针与引用
- 2. Tuple + Tie
- 3. Struct Binding
- 4. 函数 Callback
- 5. 自定义 Out
- 6. 模版推导
今天再提出一个比较经典的面试题：函数如何返回多个结果？你能想到几种办法？
其实这道题目考察的知识点非常的多，涉及到：
- 指针
- 引用
- lambda
- functional
- tie
- tuple
- struct bingding
- template deduce
- 等等
本篇文章将会给大家用不同的方法来解答这道题目，首先我们转化一下这个题目，使用a / b来模拟(下面不考虑被除数为0的场景)，返回商与余数。简单来说转化为一个函数返回商与余数有多少种办法？
下面进入正文，注：本节的所有代码已首发于星球，感兴趣戳下方二维码即可。
1. 指针与引用
对接口进行更改，添加两个变量，使用指针与引用。
void divideWithReferences(int dividend, int divisor, int& quotient, int& remainder) {
quotient = dividend / divisor;
remainder = dividend % divisor;
}
void divideWithPointers(int dividend, int divisor, int* quotient, int* remainder) {
if (quotient) *quotient = dividend / divisor;
if (remainder) *remainder = dividend % divisor;
}
使用这种方式的缺点也明显可见，当返回值不止两个，接口就非常的长。此外，如果面试官要求你不允许更改函数接口，那么这个办法用不了了。
2. Tuple + Tie
Tuple和tie的组合为函数返回多个值提供了一种简洁的方式。通过使用std::tie，我们可以将tuple中的元素解包到不同的变量中，提高代码的清晰度。
这种方法算是标准答案之一，比较简单清晰，如果返回值是两个pair也可以。
std::tuple<int, int> divide(int dividend, int divisor) {
return std::make_tuple(dividend / divisor, dividend % divisor);
}
std::tie(quotient, remainder) = divide(14, 3);
std::cout << quotient << ", " << remainder << std::endl;
3. Struct Binding
对上面进行改造，C++17引入的结构化绑定进一步简化了多值返回的代码。使用auto和结构化绑定，使得代码更加直观易懂。
如果面试官要你进一步的对上面的方法进行改造，那么可以变为下面这个代码示例，使用结构化绑定使代码更加优雅。
auto divide(int dividend, int divisor) {
struct result {
int quotient;
int remainder;
};
return result{dividend / divisor, dividend % divisor};
}
auto [quotient, remainder] = divide(14, 3);
4. 函数 Callback
在日常项目中，特别是一些开源项目，callback是一种常用的手段，通过传递处理返回值的callback，让用户自定义处理，这样便实现了返回多个值，实现更加灵活的代码结构。这对于异步编程和事件处理等场景非常有用。
void divide(int dividend, int divisor, std::function<void(int, int)> callback) {
callback(dividend / divisor, dividend % divisor);
}
5. 自定义 Out
自定义out是一种通过结构体包装的方式，将输出参数作为结构体的成员。这种方式提高了代码的可读性，尤其适用于需要返回多个值的函数。
template <class T>
struct out {
std::function<void(T)> target;
out(T* t)
: target([t](T&& in) {
if (t) *t = std::move(in);
}) {}
template <class... Args>
void emplace(Args&&... args) {
target(T(std::forward<Args>(args)...));
}
template <class X>
void operator=(X&& x) {
emplace(std::forward<X>(x));
}
template <class... Args>
void operator()(Args&&... args) {
emplace(std::forward<Args>(args)...);
}
};
void divide(int dividend, int divisor, out<int>& quotient_out, out<int>& remainder_out) {
quotient_out.emplace(dividend / divisor);
remainder_out.emplace(dividend % divisor);
}
6. 模版推导
C++的模版推导为开发者提供了更为灵活和简洁的代码编写方式。通过模版推导，我们可以处理不同类型的数据而无需显式指定类型。
template <typename T1, typename T2>
struct many {
T1 quotient;
T2 remainder;
};
template <class T1, class T2>
many(T1, T2) -> many<T1, T2>;
many<int, int> divide(int dividend, int divisor) {
return many{
dividend / divisor,
dividend % divisor,
};
}
auto [quotient, remainder] = divide(14, 3);
总体而言，C++提供了多种方式来实现多值返回，每种方式都有其适用的场景。选择合适的方式取决于具体的需求，开发者可以根据代码结构和可读性来灵活使用这些特性。