傳回值型態

在定義函式時，必須定義傳回值型態，如果函式不傳回值，使用 void 表示不傳回任何數值；若定義了傳回值型態不為 void，函式最後要使用 return 傳回數值，否則編譯器失敗。

傳回值與函式定義的傳回值型態之間的行為，類似 = 指定時運算式與變數之間的關係，因此也可以定義傳回值型態為指標、lvalue 參考、rvalue 參考等。

如果傳回位址，那麼傳回值型態可定義為指標型態，這代表著記憶體位址在函式執行完畢後，必須仍是有效的，也就是說這通常代表著，函式內動態配置記憶體，例如：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int* makeArray(int m, int initial = 0) { 
    int *a = new int[m]; 
    for(int i = 0; i < m; i++) {
        a[i] = initial; 
    }
    return a; 
}

void deleteArray(int* arr) {
    delete [] arr; 
}

int main() { 
    int m = 0; 

    cout << "陣列大小: "; 
    cin >> m; 

    int *arr = makeArray(m); 

    for(int i = 0; i < m; i++) {
        cout << "arr[" << i << "] = " << arr[i] << endl; 
    }

    deleteArray(arr);

    return 0; 
} 

執行結果：

陣列大小: 5
arr[0] = 0
arr[1] = 0
arr[2] = 0
arr[3] = 0
arr[4] = 0

如果不是使用 new 來動態配置，在函式中宣告的變數記憶體，在函式執行結束後會自動消毀，傳回位址就沒有意義，編譯器會提出警訊，執行時期往往也會造成存取錯誤。

也可以定義傳回值型態為 lvalue 參考或 rvalue 參考，然而類似地，不該將區域變數以 lvalue 參考傳回，或者將常量以 rvalue 參考傳回，因為函式執行完畢後，區域變數、常量的記憶體就會被回收了。

在定義函式時，定義傳回型態為 lvalue 參考通常是為了效率，例如，以下的 longerStr，在傳遞引數或傳回值時，都會發生 string 內容的複製：

#include <iostream> 
using namespace std; 

string longerStr(string s1, string s2) {
    return s1.length() > s2.length() ? s1 : s2;
}

int main() { 
    string s1 = "Justin Lin";
    string s2 = "Monica Huang";
    string s3 = longerStr(s1, s2);
    cout << s3 << endl;

    return 0; 
} 

這只是單純比較 string 的長度，傳回較長的實例，複製內容若是多餘的，可以改為以下：

#include <iostream> 
using namespace std; 

string& longerStr(string &s1, string &s2) {
    return s1.length() > s2.length() ? s1 : s2;
}

int main() { 
    string s1 = "Justin Lin";
    string s2 = "Monica Huang";
    string &s3 = longerStr(s1, s2);
    cout << s3 << endl;

    return 0; 
} 

C++ 14 開始，在前後文可以推斷型態的情況下，傳回值型態可以使用 auto，例如：

#include <iostream> 
using namespace std; 

auto& longerStr(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.length() > s2.length() ? s1 : s2;
}

int main() { 
    string s1 = "Justin Lin";
    string s2 = "Monica Huang";
    auto &s3 = longerStr(s1, s2);
    cout << s3 << endl;

    return 0; 
} 

在上例中，C++ 11 必須定義傳回型態為 const string&，然而 C++ 14 可以使用 auto&；參數不能使用 auto 自動推斷型態，因為沒有推斷的來源資訊。

類似地，定義傳回值型態為 rvalue 參考，通常也是為了效率。例如：

#include <iostream> 
using namespace std; 

string&& concat(string &&lhs, string &rhs) {
    lhs += rhs;
    return std::move(lhs);
}

int main() { 
    string s = "++";
    string result = concat("C", s);
    cout << result << endl;

    return 0; 
} 

在這個例子中，引數 "C" 是個常量，參數 lhs 接管了該常量，因為函式執行完之後，lhs 生命周期也就結束，不會再使用，使用 std::move 將 lhs 當成是 rvalue 傳回，因此 lhs 的內容將移動至 result，而不是複製至 result，如果最後傳回的 lhs 是個很長的字串，效率上會比較好。