当前位置：首页 > news >正文

C++ 多返回值的几种实现方式

news 2025/9/29 11:37:38

在 C++ 中，函数默认只能返回一个值，不像 Python 那样可以 return a, b。
不过我们仍然有很多方法可以实现“多返回值”。本文将从最简单的引用方式，到 tuple、pair 和 struct，逐一介绍并对比优缺点。

1. 引用参数（最常见，效率高）

static void ParseShader(const std::string& filepath, std::string& vertexSource, std::string& fragmentSource)
{vertexSource = "...";fragmentSource = "...";
}int main()
{std::string vs, fs;ParseShader("shader_path", vs, fs);// vs 和 fs 已被函数修改
}

优点

高效：避免拷贝大对象。
简洁：语法像普通变量，不用写 * 或 ->。
安全：不会为空指针。
灵活：const T& 可读，T& 可写。

缺点

调用时不直观：看不出参数是否会被修改。
滥用易产生副作用（外部变量被改）。
有悬空引用风险（返回局部引用）。
绑定后不可更改对象，不如指针灵活。

2. 返回数组/指针（不推荐）

static std::string* ParseShader(const std::string& filepath)
{return new std::string[]{ "vs", "fs" }; // 堆分配
}

问题：
- 返回的是堆上指针，调用者必须手动 delete[]
- 数组大小信息丢失，不安全
- 容易内存泄漏

除非特殊情况，否则不建议这样写。

3. std::array / std::vector（适合同类型返回值）

/* std::array<std::string, 2>std::array 是 C++11 提供的一个定长数组容器。模板参数 <std::string, 2> 表示：里面存 2 个 std::string 类型的元素。所以 std::array<std::string, 2> 就相当于：struct {std::string elem[2];
};
*/static std::array<std::string, 2> ParseShader(const std::string& filepath)
{return { "vs", "fs" };
}int main()
{auto sources = ParseShader("shader_path");std::cout << sources[0] << sources[1] << std::endl;
}

优点：安全，自动管理内存
缺点：只能存储相同类型，取值需要 [0]、[1]，可读性一般

4. std::tuple（支持不同类型）

/*std::tuple 是 C++11 提供的一个容器，可以把不同类型的数据打包在一起。和 std::array 不同的是：array 里所有元素必须是同一种类型（比如全是 std::string）。tuple 可以放不同类型，比如 (int, std::string, double)。*/static std::tuple<std::string, std::string> ParseShader(const std::string& filepath)
{return std::make_tuple("vs", "fs");
}int main()
{auto sources = ParseShader("shader_path");std::cout << std::get<0>(sources) << std::get<1>(sources);
}

优点：可以返回不同类型的值
缺点：必须用 std::get<0> 这种“魔法数字”访问，可读性差

5. std::pair（两值场景）

/*pair 是 C++ 标准库里最简单的「二元组」容器，
里面只能存放 两个元素，可以是同类型，也可以是不同类型。它内部就是：template <typename T1, typename T2>
struct pair {T1 first;T2 second;
};也就是说，pair 其实就是一个 带两个成员变量的结构体：first 和 second。*/static std::pair<std::string, std::string> ParseShader(const std::string& filepath)
{return { "vs", "fs" };
}int main()
{auto sources = ParseShader("shader_path");std::cout << sources.first << sources.second;
}

优点：比 tuple 简单，专门用于两个值
缺点：first / second 可读性一般

6. struct / 自定义类型（最推荐 🚀）

struct ShaderProgramSource
{std::string VertexSource;std::string FragmentSource;
};static ShaderProgramSource ParseShader(const std::string& filepath)
{return { "vs", "fs" };/*这是结构体的聚合初始化（aggregate initialization）。
等价于：
ShaderProgramSource temp;
temp.VertexSource = "vs";
temp.FragmentSource = "fs";
return temp;*/}int main()
{auto sources = ParseShader("shader_path");std::cout << sources.VertexSource << sources.FragmentSource;
}

优点：最清晰，可读性最好
扩展性强：后续要加字段很方便
缺点：需要额外写一个结构体定义

总结对比

方法	优点	缺点	适用场景
引用参数	高效，简单	调用时必须准备变量	工程中常用
数组/指针	灵活	容易内存泄漏，不安全	不推荐
std::array	栈上存储，性能好	只能存放相同类型	返回定长、同类型数据
std::vector	自动扩容，支持变长	堆上存储，开销略大	返回动态数据集合
tuple	支持不同类型	访问可读性差	返回少量异构数据
pair	简洁，专门用于两个值	first/second 语义不清晰	返回两个值
struct	最直观，字段语义清楚，可扩展	需要额外定义	工程开发首选