编辑“︁C 语言返回值”︁

{{Note|本节内容适用于所有需要理解C语言函数返回值的初学者及进阶开发者}}

= C语言返回值 =
'''返回值'''是C语言函数向调用者传递数据的主要方式之一，它允许函数执行完毕后将结果反馈给调用方。理解返回值机制是掌握函数交互的核心基础。

== 基本概念 ==
=== 定义 ===
返回值是指函数通过<code>return</code>语句返回给调用者的数据，其类型必须与函数声明中的返回类型匹配。若函数声明为<code>void</code>，则不应返回任何值。

=== 语法结构 ===
<pre>
返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数体
    return 表达式; // 表达式类型需与返回类型兼容
}
</pre>

== 返回值类型 ==
C语言支持所有基本数据类型和自定义类型作为返回值：

{| class="wikitable"
|+ 常见返回值类型示例
! 类型 !! 示例 !! 说明
|-
| <code>int</code> || <code>return 42;</code> || 最常用的整数返回
|-
| <code>float</code> || <code>return 3.14f;</code> || 单精度浮点数
|-
| <code>double</code> || <code>return 2.71828;</code> || 双精度浮点数
|-
| <code>char</code> || <code>return 'A';</code> || 单个字符
|-
| <code>void*</code> || <code>return &data;</code> || 通用指针
|-
| <code>struct</code> || <code>return point;</code> || 结构体（C99后支持直接返回）
|}

== 代码示例 ==
=== 基础示例 ===
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>

// 返回两个整数中较大的值
int max(int a, int b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    int result = max(10, 20);
    printf("较大的值是: %d\n", result); // 输出: 较大的值是: 20
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

=== 多返回点示例 ===
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdbool.h>

// 检查数字是否为质数
bool is_prime(int n) {
    if (n <= 1) return false;
    for (int i = 2; i*i <= n; i++) {
        if (n % i == 0) return false; // 发现因数立即返回
    }
    return true; // 循环结束未发现因数
}
</syntaxhighlight>

== 返回值机制详解 ==
=== 栈内存原理 ===
当函数返回时，返回值通常通过以下方式传递：
<mermaid>
sequenceDiagram
    调用者->>被调函数: 调用函数
    被调函数->>CPU寄存器/栈: 存储返回值
    被调函数-->>调用者: 返回控制权
    调用者->>调用者: 从寄存器/栈读取返回值
</mermaid>

=== 返回值优化 ===
现代编译器会对返回值进行优化（RVO/NRVO），避免不必要的拷贝：

<syntaxhighlight lang="c">
struct BigData {
    int array[1000];
};

// 编译器可能优化为直接构造到调用者的内存空间
struct BigData create_big_data() {
    struct BigData bd;
    // 初始化操作...
    return bd; // 传统C需要拷贝，优化后可能避免
}
</syntaxhighlight>

== 高级主题 ==
=== 错误处理模式 ===
C语言常用返回值表示操作状态：
* 返回0表示成功
* 返回负数表示错误码
* 通过指针参数返回实际数据

<syntaxhighlight lang="c">
// 标准库风格错误处理
int parse_input(const char* input, int* output) {
    char* end;
    long val = strtol(input, &end, 10);
    if (end == input) return -1; // 转换失败
    if (val < INT_MIN || val > INT_MAX) return -2; // 溢出
    *output = (int)val;
    return 0; // 成功
}
</syntaxhighlight>

=== 多值返回技巧 ===
虽然C不支持直接返回多个值，但可通过以下方式实现：
* 结构体打包
* 指针参数
* 全局变量（不推荐）

<syntaxhighlight lang="c">
// 使用结构体返回多个值
typedef struct {
    int quotient;
    int remainder;
} DivResult;

DivResult divide(int a, int b) {
    return (DivResult){a / b, a % b};
}
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
{{Warning|1=以下情况会导致未定义行为：}}
* 非void函数缺少return语句
* void函数尝试返回值
* 返回局部变量的地址

=== 数学表达 ===
函数返回值可以看作数学映射：
<math>
f : X \rightarrow Y
</math>
其中<math>X</math>是参数类型，<math>Y</math>是返回类型。

== 最佳实践 ==
# 保持返回值类型简单明确
# 错误处理返回值应文档化
# 避免返回动态分配内存的指针（除非明确所有权）
# 对复杂数据类型优先返回结构体指针（C99前）

{{Exercise|尝试编写一个函数，计算斐波那契数列第n项并返回结果，注意处理边界条件。}}

== 总结 ==
返回值是C语言函数与外界通信的关键通道。正确使用返回值需要：
* 理解类型系统的要求
* 掌握内存管理的影响
* 遵循一致的错误处理规范
* 利用现代编译器的优化能力

通过合理设计返回值，可以构建出既安全又高效的函数接口。

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