C：通过参数传递与返回值的优点？

Question

我最近从 C++ 的背景开始使用 C，我总是注意到基于 C 的库使用“传递参数”而不是返回类型。

我的意思是，考虑这个功能。

int getSum(int a, int b){
    return a + b;
}

可以写成

void getSum(int* out, int a, int b){
    *out = a + b;
}

这只是一个例子，只是为了澄清而做一些事情。

与第一种方法相比，使用第二种方法有什么优势吗？

Answer 1

真的没有什么优势。 它显着降低了调用函数的灵活性。 例如，您可以执行以下操作：

if (getSum (a, b) < 20)

但是对于第二个，你必须这样做：

int q;
getSum (&q, a, b);
if (q < 20)

这不仅是更多的代码行，而且更难遵循其逻辑。

想象一下这段代码在第二个版本中的样子：

if ((getSum(a, b) < getSum(c, d)) ||
    (getSum(a, c) < getSum(b, d))

哎呀。

第二个函数的唯一可能优势是您 100% 确定任何调用者都知道返回类型，因为您只能使用int *调用它。 但这根本就不是什么优势。

Answer 2

也许这不会回答你关于哪个更好用的问题，但让我们看看 gcc 为这两个函数生成的指令

second_function:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movq    %rdi, -8(%rbp)     <--- 8 bytes
        movl    %esi, -12(%rbp)    <--- 4 bytes
        movl    %edx, -16(%rbp)    <--- 4 bytes
        movl    -12(%rbp), %edx    <---
        movl    -16(%rbp), %eax    <---
        addl    %eax, %edx         <---
        movq    -8(%rbp), %rax     <---
        movl    %edx, (%rax)       <---
        nop
        popq    %rbp
        ret

first_function:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    %edi, -4(%rbp)     <--- 4 bytes
        movl    %esi, -8(%rbp)     <--- 4 bytes
        movl    -4(%rbp), %edx     <---
        movl    -8(%rbp), %eax     <---
        addl    %edx, %eax         <---
        popq    %rbp
        ret

我们可以看到有一个区别：在第二个函数中，它首先必须将out参数的地址移动到寄存器中，然后将驻留在%edx 中的 a + b 的结果移动到out的内存位置参数，而在第一个函数中， a + b 的值驻留在寄存器%eax 中。 但是，第一个函数有一个额外的指令需要携带，但上面没有显示：函数结束后，它必须将值从寄存器移动到变量中，而另一个函数结束后，它已经包含它

另外，第二个函数需要8个额外字节的指针空间，总共占用16个字节，而第一个函数只需要8个字节。

使用哪一种？ 这是一个偏好问题，也取决于你想要做什么。 始终尝试采用最容易理解的方法。

Answer 3

根据我的经验，情况并非总是如此，但 C 库可以采用您提到的模式，以便它们可以返回错误代码并使该行为在整个 API 中保持一致。

问题是某些操作可能会失败（例如，文件不存在、格式错误、值无效等）并且如果没有异常的概念，则需要通过其他方式在出现问题时进行报告。 有时，可以只返回 NULL 指针而不是对预期输出对象的引用。 这是malloc()采取的方法。 其他时候，您可能只需要生成一个整数作为操作的输出。 在这种情况下，您可以使用负数来表示错误 - 如果负值不能是有效输出。 但是，正如您可能猜到的，这不能很好地扩展。

因此，一些库通过始终在整个 API 上返回错误代码来解决问题。 如果函数需要产生一个或多个输出，则这些输出通过引用参数传递。