C++返回多个输出值时为什么最好返回结构体或tuple

发布时间:2021-11-26 15:35:48 作者:iii
来源:亿速云 阅读:284

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如果需要返回多个输出值,最好返回结构体或者tuple

Reason(原因)

返回值本身就表明了自己是一个只用作输出的值。注意C++是可以同时返回多个值的,通常是使用tuple(包括pair),调用者还可以利用tie获得额外的便利性。如果返回值有特定的含义时使用命名的结构体会更好。否则无名的tuple会更适合一般的代码。

译者注:tie是C++11导入的新特性,可以用于解构tuple元素。

Example(示例)

// BAD: output-only parameter documented in a commentint f(const string& input, /*output only*/ string& output_data){    // ...    output_data = something();    return status;}
// GOOD: self-documentingtuple<int, string> f(const string& input){    // ...    return make_tuple(status, something());}
译者注:类似的返回多值的做法在其他语言(例如Python)中已经广泛使用。

C++98的标准库中已经使用这种风格,因为pair就像2个元素的tuple。例如,假设有一个set<string> my_set,考虑下面的代码:

// C++98result = my_set.insert("Hello");if (result.second) do_something_with(result.first);    // workaround

使用C++11你可以这样写,直接将结果放入已经存在的局部变量。

Sometype iter;                                // default initialize if we haven't alreadySomeothertype success;                        // used these variables for some other purpose
tie(iter, success) = my_set.insert("Hello");   // normal return valueif (success) do_something_with(iter);

使用C++17,我们可以使用结构化绑定功能定义和初始化多个值:

if (auto [ iter, success ] = my_set.insert("Hello"); success) do_something_with(iter);
Exception(例外)

有时我们需要向函数传递一个对象以便控制这个对象的状态。在这种情况下,使用引用T&传递对象通常是正确的方式。一般不需要一方面明确地传递一个输入/输出参数,另一方面却通过返回值输出。例如:

istream& operator>>(istream& is, string& s);    // much like std::operator>>()
for (string s; cin >> s; ) {    // do something with line}

译者注:这里说的应该是s。is由于需要支持连续的>>,需要作为返回值返回。

这里s和cin都用作输入/输出参数。我们通过(非常量)引用传递cin以便控制它的状态。我们传递s以避免重复申请内存。通过重用s(通过引用传递),我们只是在需要扩充s的容量时重新申请内存。这个技术有时被称为“用户申请的输出”模式,这种方式特别适用于类似string和vector那样的类型,它们需要释放申请到的存储空间。

作为比较,如果我们使用返回值传出所有值,差不多需要这样做:

pair<istream&, string> get_string(istream& is);  // not recommended{    string s;    is >> s;    return {is, s};}
for (auto p = get_string(cin); p.first; ) {    // do something with p.second}

我们认为这种做法明显不够优雅,也不够高效。

如果真正严格地理解这条准则(F.21), 这个例外并不是真的例外,因为它依赖于输入/输出参数,而不是本准则提到的简单的输出参数。然而我们强调的是

明确而不是隐含地传递的情况。

Note(注意)

很多情况下,传递一个明确的,用户定义的类型可能是有用的。例如:

struct Distance {    int value;    int unit = 1;   // 1 means meters};
Distance d1 = measure(obj1);        // access d1.value and d1.unitauto d2 = measure(obj2);            // access d2.value and d2.unitauto [value, unit] = measure(obj3); // access value and unit; somewhat redundant                                    // to people who know measure()auto [x, y] = measure(obj4);        // don't; it's likely to be confusing

译者注:代码中[x,y]的用法是C++17中引入的结构化绑定(structred binding)

一般的pair和tuple应该只被用于返回值表现独立实体(数据之间没什么内在联系)的情况,而不是表现某种抽象。

另外一个例子,使用和variant<T, error_code>类似的特定类型,而不是使用一般的tuple。

译者注:variant是C++17引入的新特性。这个例子可以看做抽象之外的另一种包含明确意义的情况。

Enforcement(实施建议)

应该使用返回值代替输出参数。输出参数可以是函数写入动作的对象,调用一个非常量成员函数,或者作为一个非常量传递。

感谢各位的阅读,以上就是“C++返回多个输出值时为什么最好返回结构体或tuple”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对C++返回多个输出值时为什么最好返回结构体或tuple这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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