从函数返回值：参考vs结构

Question

我是编程新手，我正在使用本书研究C++编程语言：编程原理和使用C++的练习。我今天来到这里，因为在第8章的结尾，笔者着重功能，提出了一种锻炼邀请学生去思考更好的解决一个问题：

编写发现功能的最小矢量参数的最大元素，并计算均值和中值。不要使用全局变量。返回一个包含结果的struct或通过引用参数传递它们。你更喜欢哪一个返回几个值？为什么？

现在，通常我不会定义一个函数来执行多个动作，但在这种情况下，我必须创建一个函数并考虑如何返回多个值。我的第一个方法是创建一个函数，引用参数是这样的：

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

但随着写程序怎么回事，我开始认为这个解决方案中使用的参数太多，也许提出了另一种解决方案（使用struct）会更好。你将如何使用struct来解决这个问题？你如何从函数中返回多个值？

Answer 1

使用struct这个问题很简单：定义的返回类型为struct，并使用它，就像这样：

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; 
} 

这里的代价是，以换取有一个更简单的函数签名时，你的函数的用户需要逐一提取他们想要的元素。

但是，如果结构非常复杂并且复制成本变得过于昂贵，怎么办？

与您的函数的“有效负载”CPU时间相比，复制所需的极端大小的结构变得过于昂贵。最重要的是，C++优化器通过采用copy elision和return value optimization策略，当你这样做减少了复制费用：

stats s = my_func(numbers); 

当struct变得如此巨大，你不想复制，结合像这两种方法这样的：

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

Answer 2

声明struct

即

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

然后

stats my_func(vector<double>& numbers); 

功能会是这样

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

    // Fill in the structure 

    return return_value; 
} 

Answer 3

那么你只返回一个结构。

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; 
} 

其它可以以类似的方式来完成：

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

    return; 
} 

现在在你的任务的问题（我不回答 - 因为它是你喜欢什么问题），我想提到技术差异是什么。

当返回一个结构就意味着你可能会创建result结构的临时副本（也可能导致两个对象res一个呼叫者和一个my_func一起工作）。而另一种方法意味着你传递给函数基本上决定了结果的放置位置。有了“好”的实现，你可能会得到相同的代码。