在C++函数中返回多个数值的三种方法

预备知识

指针函数

C++ 中指针函数的基本形式：

函数类型 * 函数名 (参数数据类型 参数1, 参数数据类型 参数 2,...){
    执行体 1;
    执行体 2;
    ...
}

例如下面这个函数就是一个指针函数：

int * a(int b[], int c){
    cout<<"Hello";
    return b;
}

指针函数的返回值是一个指针，在 main() 函数中调用该指针函数的时候，可以使用一个同类型的指针来接收。指针函数的作用之一就是解决一个函数中存在多个返回值的时候，如何返回这多个数值的问题。

静态变量

C++ 中的变量，大致可以分为（该分类不严格，仅供参考）“全局变量”、“局部变量”、“静态变量”、“全局静态变量（或称“静态全局变量”）”、“局部静态变量（或称“静态局部变量”）”和指针变量等。局部变量是存放在内存的堆区的，一旦一个函数执行完毕，则编译器就会自动释放这部分内存，该局部变量也随之消失。全局变量和静态变量都是存放在数据区（也称“全局区”或者“静态区”）的，该区域的内容可以被全局共享，在整个程序结束时，由系统自动释放。

指针变量用来存放指针，而指针就是一块内存的地址，因此，指针变量存放的就是一个内存地址。指针变量也是一个变量，是变量就需要使用内存空间存放，需要使用内存空间就需要分配内存并获取内存地址，因此，指针变量本身也是有内存地址的，存放指针变量的内存地址又指向了它存放的内存地址。指针变量的定义形式一般如下：

基类型 *指针变量名称;

在函数中定义的变量都是局部变量（在一个程序的所有函数之外定义的变量称为“全局变量”），但是我们要返回这个变量供其他函数（例如 main() 函数）使用，这个时候就需要使用“局部静态变量”来达到这个目的。

局部静态变量的定义方法就是在定义的局部变量之前加上 static 关键字。

具体实现方法

C++ 中不允许把一个数组或者多个数值作为一个整体返回，也就是说，对于 C++ 中的任何一个函数，其返回值只能是 0 个或者 1 个单独的数字，不能是一个数组或者多个数字。不过，我们可以结合使用指针和数组（由于数组在内存中是使用一块连续的区域存储的，因此，只要知道了一个数组中第一个元素的地址并且知道了这个数组的长度，那么就可以找到和处理整个数组）来达到返回多个数值的目的。

概括地说，至少有以下三种方法：

方法一

返回一个指针指向数组中第一个元素的地址，在已知数组中第一个元素的地址和数组长度的情况下，可以唯一确定一个数组。

示例程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;

/*
定义一个返回指针的函数用于返回数组
*/
int * ReturnMyArr(){
    static int MyArr[5] = {0,1,2,3,4};
/*
C++ 不支持在函数外面返回局部变量的地址
因此，这里定义为 static 变量
*/

    return MyArr;
}

int main(){
    int *p;
/*
定义一个整数型指针
*/

    p = ReturnMyArr();
/*
将数组的第一个元素值在内存中
的地址赋值给指针变量p
*/

/*
通过指针p打印数组
*/
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        cout << *(p+i) << " ";
    }
}

方法二

方法二其实没有返回数组，自然也没有涉及 return, 但是方法二同样可以对数组进行处理，并使 main() 函数获取到处理后得到的新数组。

方法二的主要原理就是把待处理的数组的第一个元素的地址作为参数传入用于处理该数组的函数，被处理后的数组写入到了内存中，main() 函数从内存中读取经过处理后的数组，这样就达到了返回多个数值的效果。

示例程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;

/*
把指针变量作为形式参数输入函数
该指针指向的是数组 a[] 中第一
个元素的地址
函数 ReturnMyArr() 的作用是对数
组 a[] 进行操作，操作的结果就写
入到了内存中，可以被 main() 函数
使用，不需要有返回值，因此使
用 void
*/
void ReturnMyArr(int *p){

/*
使用指针逐个指向数组 a[] 的每一
个元素，将她们都赋值为 0
*/
    for(int j=0; j<3; j++){
        *(p + j) = 0;
    }
}

int main(){
    int i = 0;
    int a[3] = {1,2,3};

/*
将数组 a[] 以实参的形式传入函数
ReturnMyArr()
*/
    ReturnMyArr(a);

/*
循环打印
*/
    while(i < 3){
        cout << a[i] << " ";
        i++;
    }
}

运行结果如下：

0 0 0
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.232 s
Press any key to continue.

方法三

这里也可以不借助局部静态变量和指针实现对数组的返回。我们可以把变量定义在 main() 函数中，之后将这些变量作为参数传入指针函数。由于这些变量是定义在 main() 函数中的，因此只要 main() 函数没有结束，即使指针函数结束了，这些参数也不会由于内存回收而被销毁。

示例程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int * ReturnMyArr(int a[]){
    for(int i = 0; i < 3; i++){
        a[i] = 0;
    }
/*
对数组 a[] 重新赋值
*/

    return a;
}

int main(){
    int a[3] = {1,2,3};
    int *p;
    p = ReturnMyArr(a);

    for(int i = 0; i <= 2; i++){
        cout << *(p+i) << " ";
    }

    return 0;
}

运行结果如下：

0 0 0
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.207 s
Press any key to continue.

如果我们不想改变数组 a[] 的数值，也可以新增一个数组 b[] 用于保存数组 a[] 经过指针函数计算后的结果。

示例程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int * ReturnMyArr(int a[], int b[]){
    for(int i=0; i <= 2; i++){
        b[i] = a[i];
    }
    return b;
}

int main(){
    int a[3] = {1,2,3};
    int b[3];
    int *p;
    p = ReturnMyArr(a,b);

    for(int i = 0; i <= 2; i++){
        cout << *(p+i) << " ";
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

1 2 3
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.194 s
Press any key to continue.

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指针函数

静态变量

具体实现方法

方法一

方法二

方法三

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