從函數返回數組

 

摘要：C++中存在兩種參數傳遞方式，但語言存在上的數組與一般結構不同，它會在參數傳遞過程轉化爲指針，這是從C中繼承下來。從而使得在函數中返回數組很困難。本文講述幾種可能的方法。

問題

我們在函數裏面準備一個數組，或者說一組數據，現在想把這組數據返回到調用環境中去，就好比如下的代碼：

something fun()
{
        int array[3]={ 1, 3, 4};

        return something;
}

int main()
{
        something = fun();
       
        return 0;
}

 

 

可以說上面的代碼看上去很優美，可是在C++如何實現那個fun函數呢？那個something具體是什麼內容？

解答

非常遺憾，我沒有辦法在語言內置數組上實現如此優美的代碼；如果我們使用用戶數組如類似天vetor對象時，我可以寫出這麼優美的代碼，但是在當前的C++標準（C++03）下它效率很低，在下一代標準中這一點可以實現。

讓我們分析一下，要實現傳遞數組需要哪些準備：

• 首先數據存儲的對象不能是自動生命期的，因爲這樣的話函數結束時，它會被銷燬，所以它只能是靜態生命期的或自由生命期的。
• 通過上面的分析我們產生出兩種可能的解決方案：一是返回一個靜態數組，二是返回一個動態數組，總之不能返回自動數組。

返回靜態數組的方案大體代碼如下：

 

int * fun()
{
        static int array[3]={ 1, 3, 4};
       
        return array;
}

這個方案有幾個缺點：

• array的所有權是fun函數的，這個函數是全局的，所以array也是全局的，這意味着array是全局共享的，此時在多線程中必然不安全，甚至是災難。不可行。
• 調用環境無法確定array的性質，甚至沒有可行的辦法知道array的大小，所以就算在單線程中也不具有十分安全。
• 用戶無法更改array的性質，使得這樣的函數使用的情況非常有限，不可能大面積使用。

之前的C中常有這種方案的出現，但C++不贊成這樣使用，因爲我們在C++似乎有一個比這個強一點的方案。

返回動態數組的方案要比返回靜態數組的方案靈活多變，但也不是很完美，等到C++0x或者C++1x的時候可以改變這個情況。我們給出兩個可能的示例代碼：

int* fun(size_t n)
{
        int* p = new int[n];
        //do something
       
        return p;
       
        //這個方案最大缺點就是用戶需要手工釋放內存
        //這在C++社區裏不被支持，這些內存管理應該更自動化
}
//可能考慮使用智能指針
smart_ptr fun(size_t n)
{
        smart_ptr<int> p(new int[n]);
       
        //do something
       
        return p;
       
        //這個方案似乎是最好的，它是效率與可用性的折中
        //還有一個思路就是把整個數組都複製出去，它是最直觀的，但是效率很差
        //效率差在C++下一代標準中可以得到解決，所謂“右值引用”就是用來解決它的
        //C++下一代標準叫做C++0x或C++1x，本站有相關內容
}

總之在現在有C++標準裏沒有一個高效的直觀的方案來解決數組返回問題，人們往往採用其中比較折中的方案。