在 C 语言编程的学习和实战过程中，我们一定会遇到这样一个看似棘手的问题：“我的函数需要计算多个结果，但 C 语言的 return 语句只能返回一个值，这该怎么办？” 这是一个非常经典且核心的 C 语言难题。鉴于 C 语言函数设计的底层特性，直接返回多个值确实是不被支持的。但是，作为一门极其强大且灵活的语言，C 语言为我们提供了多种巧妙的“间接”手段来实现这一目标。
在我们的开发团队中，经常看到初学者因为试图返回局部变量的地址而导致程序崩溃，或者因为滥用全局变量而导致代码像意大利面条一样纠缠不清。在这篇文章中，我们将像经验丰富的开发者一样，深入探讨多种主流且高效的方法来从函数中返回多个值。我们不仅会复习经典的 struct 和指针用法，还会结合 2026 年的现代开发理念——比如 AI 辅助编程和 Rust 借鉴下的内存安全思维——来重新审视这些技术。
为什么这很重要？
在处理复杂的业务逻辑时，我们通常需要从一个计算过程中获取多种状态。例如，在解析网络数据包时，你可能需要同时获得“状态码”、“数据长度”和“有效载荷”；在数学计算中，你可能需要同时返回除法的“商”和“余数”。如果你只会使用全局变量，代码会变得难以维护且线程不安全。因此，掌握以下几种标准的“多值返回”技巧，是你从 C 语言初学者迈向进阶的必经之路。
特别是在当今，随着软件供应链安全的要求越来越高，编写可预测、无副作用（Side-effect free）的代码变得至关重要。我们选择如何返回数据，直接决定了系统的可测试性和稳定性。
目录
方法一：使用结构体——最推荐的面向对象方式
如果说 C 语言中有一种最符合逻辑、最优雅的方式来返回多个值，那一定是 结构体。这也是我们在 2026 年的项目中，最优先推荐的数据传递方式。
核心原理
结构体允许我们将不同类型的数据（如整数、字符、浮点数等）打包成一个自定义的全新类型。通过创建一个包含所有需要返回字段的 struct，函数只需要返回这一个结构体变量，就等同于返回了整组数据。这不仅让代码结构清晰，还能极大地提高程序的可维护性。这种方法与现代语言中的“元组”或“数据类”概念不谋而合，能够让我们的意图更加明确。
让我们通过一个经典案例来演示：假设我们需要编写一个除法函数，它不仅要返回除法的结果，还要返回操作的状态码（例如：成功或错误）。这是一个非常实际的场景。
#### 代码示例：带状态报告的除法器
#include
// 定义一个结构体来封装多个返回值
// 这里包含了结果 和状态码
typedef struct {
double quotient;
int status_code; // 0 表示成功, -1 表示错误
} DivResult;
// 函数返回类型是我们定义的结构体
DivResult safe_divide(double a, double b) {
DivResult res; // 创建临时结构体变量
if (b == 0.0) {
// 处理除以零的情况
res.quotient = 0;
res.status_code = -1;
} else {
// 正常计算
res.quotient = a / b;
res.status_code = 0;
}
// 返回整个结构体
return res;
}
int main() {
double x = 10.0;
double y = 2.0;
double z = 0.0; // 测试错误情况
// 调用函数并接收返回的结构体
DivResult result1 = safe_divide(x, y);
if (result1.status_code == 0) {
printf("%.1f / %.1f = %.2f
", x, y, result1.quotient);
} else {
printf("错误：除数不能为零！
");
}
// 测试除以零
DivResult result2 = safe_divide(x, z);
if (result2.status_code == -1) {
printf("捕获到异常：尝试进行非法除法运算。
");
}
return 0;
}
输出结果：
10.0 / 2.0 = 5.00
捕获到异常：尝试进行非法除法运算。
深度解析与性能考量
在上面的例子中，我们不仅返回了计算结果，还携带了错误信息。这比单纯使用全局变量来记录错误要优雅得多。你可能会问：“在 AI 时代，我们还需要关心这些底层的性能细节吗？” 答案是肯定的，尤其是在嵌入式开发或高频交易系统中。
你可能会有疑问：“返回结构体会不会导致性能下降，因为涉及大量数据的复制？”
在早期的 C 标准中，返回结构体确实可能涉及内存复制。但在现代编译器（开启了优化选项如 INLINECODEbc543f77 或 INLINECODEb646ae41）中，RVO (Return Value Optimization，返回值优化) 是非常常见的。编译器通常会在调用者 的栈帧中直接分配结构体的空间，避免不必要的复制操作。因此，对于中小型的结构体，你可以放心大胆地使用这种方法，它的可读性远大于微小的性能损耗。
方法二：使用指针参数——C 语言的经典“传引用”
如果你阅读过 C 标准库的源代码，你会发现 INLINECODE995428c3 这样的函数返回的是 INLINECODE7ed10df9（代表成功读取的变量个数），而你传入的变量却被修改了。这背后用到的就是 指针参数。这不仅是 C 语言的精髓，也是理解内存模型的关键。
核心原理
这种方法的核心思想是：不通过 return 返回值，而是直接修改调用者提供的内存地址中的数据。
我们将变量的地址传递给函数，函数内部通过解引用 直接操作该地址对应的内存。这通常被称为“按引用传递”，尽管 C 语言在技术上只有按值传递，但通过传递地址，我们模拟了引用的效果。
#### 代码示例：同时获取矩形的周长和面积
假设我们有一个函数，输入长和宽，需要同时计算出周长和面积。我们可以通过指针参数将这两个结果“写回”到 main 函数中。
#include
// 使用指针参数来“返回”多个值
// perim 和 area 是指针，指向 main 函数中的变量地址
void calculate_rect(int length, int width, int* perim, int* area) {
if (length <= 0 || width <= 0) {
// 处理无效输入，将指针指向的值设为 -1
// 这里展示了防御性编程 的重要性
if (perim) *perim = -1;
if (area) *area = -1;
return;
}
// 向指针指向的内存地址写入计算结果
*perim = 2 * (length + width);
*area = length * width;
}
int main() {
int l = 5, w = 3;
int p, a;
// 注意：这里必须使用 & 获取变量的地址
calculate_rect(l, w, &p, &a);
printf("矩形尺寸: %d x %d
", l, w);
printf("周长: %d
", p);
printf("面积: %d
", a);
return 0;
}
输出结果：
矩形尺寸: 5 x 3
周长: 16
面积: 15
实战建议与避坑
- 常量指针保护：如果你的函数只是读取指针指向的值而不修改它，请务必使用 INLINECODE271833a5 修饰符（例如 INLINECODEb6887933）。这能防止你意外修改数据，并且能让代码的调用者明白你的意图。这不仅是个好习惯，更是现代静态分析工具推荐的安全实践。
- 空指针检查：在实战中，指针可能为
NULL。在上述代码中，我们在解引用前进行了简单的判断。编写健壮的 C 代码时，始终假设传入的指针可能是无效的。这能有效防止“段错误”，这是我们在生产环境中绝对不想看到的。
方法三：使用数组——处理同类型数据的集合
当你需要返回的一组值都是 相同类型（例如都是整数，或者都是浮点数）时，使用数组是最自然的选择。但这里有一个 C 语言中极易出错的知识点：栈内存的生命周期。
核心原理：为什么 Static 或 Dynamic 是必须的？
让我们看一个错误示范。这种代码在 AI 辅助编程的初学者中非常常见，如果不加注意，AI 往往也会生成这种不安全的代码：
// 危险！不要这样做！
int* getArray() {
int arr[2] = {10, 20}; // arr 存储在栈上
return arr; // 返回指向栈内存的地址
} // 函数结束后，arr 的内存被销毁，指针变成悬空指针
如果你在 INLINECODE682af428 函数中调用上面的 INLINECODE87945c1f，你得到的是一个“野指针”，访问它会导致程序崩溃或产生不可预测的结果。因为函数内的局部变量在函数返回后会被自动回收。在我们最近的代码审查中，我们发现使用 AI 辅助工具如果不加明确提示，很容易生成这种看似能跑但在高并发下必崩的代码。
#### 解决方案 A：使用 Static 数组
将数组声明为 static，会将变量的存储区域从“栈”移动到“全局数据区”。这样，即使函数执行完毕，数组的数据依然存在。
#include
// 返回一个指向静态数组的指针
int* get_even_numbers() {
// static 关键字确保数组在函数返回后依然存在
static int nums[2] = {2, 4};
return nums;
}
int main() {
int* p = get_even_numbers();
printf("偶数是: %d 和 %d
", p[0], p[1]);
return 0;
}
注意：这种方法有一个副作用，因为 static 变量是共享的。如果你在多线程环境下或者在一个程序中多次调用这个函数并希望每次调用都有独立的数组副本，这种方法就不适用了（下一次调用会覆盖上一次的数据）。
#### 解决方案 B：动态内存分配
这是最灵活的方法。我们在堆上分配内存，这部分内存会一直存在，直到我们手动释放它。结合 2026 年的代码规范，我们建议配合使用“内存池”或自定义分配器，以避免频繁的 malloc/free 带来的碎片化问题。
#include
#include
int* create_array(int size) {
// 在堆上分配内存
int* arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));
if (arr == NULL) {
return NULL; // 内存分配失败
}
for(int i = 0; i < size; i++) {
arr[i] = (i + 1) * 10;
}
return arr; // 返回堆上的地址，安全有效
}
int main() {
int* my_data = create_array(3);
if (my_data != NULL) {
printf("动态数组: %d, %d, %d
", my_data[0], my_data[1], my_data[2]);
// 非常重要：记得释放内存！
// 在现代 C++ 中我们会用智能指针，但在 C 中必须手动管理
free(my_data);
}
return 0;
}
方法四：不推荐但可行的方法——全局变量
最后，我们必须提及这种方法，虽然我们通常不推荐使用它。在早期的程序设计中，程序员经常定义一组全局变量来存储函数的计算结果。
#include
// 全局变量
int result_add;
int result_mul;
void calculate(int a, int b) {
// 直接修改全局变量
result_add = a + b;
result_mul = a * b;
}
int main() {
calculate(5, 3);
printf("和: %d, 积: %d
", result_add, result_mul);
return 0;
}
为什么不推荐？
虽然代码很简单，但在大型项目中，滥用全局变量会导致严重的“副作用”。你很难追踪是谁修改了这个变量，也无法保证两个函数同时运行时不会互相覆盖数据。因此，除非是在极其受限的嵌入式环境或者中断处理程序中，否则请优先选择前面的三种方法。在现代多核编程中，全局变量还会引入复杂的缓存一致性问题，严重影响性能。
2026 前沿视角：结合 AI 辅助与现代化的选型策略
我们现在正处于一个由 AI 辅助编程和高度并发系统定义的时代。虽然 C 语言的基础语法没有变化，但我们对“如何返回多个值”的思考方式已经进化了。让我们跳出语法本身，从软件架构的角度来审视这个问题。
1. 从“结果”到“元组”的思维转变
如果你熟悉 Python 或 Rust，你会习惯使用元组来打包返回值。在 C 语言中，我们可以利用结构体完美模拟这一行为，这正是现代 C++ std::tuple 的底层实现原理。在 2026 年，当我们编写 C 语言库时，定义专门的结构体来返回数据已经成为了行业标准的元数据定义方式。
这种方法的额外优势：
- 可观测性：当我们在分布式追踪系统中记录日志时，传递一个结构体比传递多个分散的参数要容易得多。我们可以直接序列化整个结构体并发送到监控系统。
- 版本控制：如果我们需要给函数增加一个返回值，我们可以直接在结构体末尾添加字段，而不破坏原有的函数签名，这对于维护遗留系统至关重要。
2. 并发安全与原子性
在一个多线程的应用中（例如 2026 年常见的高性能服务器），如果我们通过修改指针参数来返回值，必须确保这些指针指向的内存不会被其他线程同时访问。如果使用结构体返回值（值传递），天然保证了数据在函数返回时的独立性，这在某种程度上减少了数据竞争的风险。
3. AI 编程时代的最佳实践
现在我们大量使用 Cursor、Windsurf 或 GitHub Copilot 等工具。你可能会让 AI 生成一个函数，比如：“写一个函数返回 min 和 max”。AI 通常会优先使用结构体。然而，当你在处理一个非常庞大的数据结构时，AI 可能会建议你返回指针以节省内存开销。
作为开发者的我们，需要具备判断能力：
- 数据大小 < 64 字节：直接返回结构体。编译器的 RVO 会处理掉性能损耗，且代码最干净。
- 数据大小 > 64 字节：考虑使用指针参数，或者由调用者分配结构体内存，函数只负责填充（这种模式在驱动开发中很常见）。
4. 避免内存泄漏的黄金法则
在使用动态分配（方法三）时，现在的 LLM（大语言模型）非常擅长提醒你 INLINECODE45f8b2a5 内存。但是，如果你的函数逻辑复杂，有多处 INLINECODEb6f39d43 或 goto 错误处理路径，手动管理内存仍然容易出错。
推荐做法： 在 2026 年的 C 语言项目中，如果你频繁使用动态数组返回多个值，请考虑在项目内部实现一个简单的“作用域指针”机制，或者在代码审查时使用静态分析工具（如 Clang Static Analyzer）来确保所有的 INLINECODE15a324e8 都有对应的 INLINECODEee176bc9。
总结与最佳实践
我们在本文中探索了在 C 语言中从函数返回多个值的四种不同策略，并延伸到了现代开发的视角。让我们快速回顾一下，以便你在开发时能做出正确的选择：
- 结构体：这是首选方案。当你需要返回一组逻辑相关的不同类型数据时，请使用结构体。它使代码更安全、更易读，并且符合现代编程习惯。结合 2026 年的趋势，这也有利于序列化和监控。
- 指针参数：这是C 标准库风格。当你需要修改现有的变量，或者不想引入新的数据结构时，使用指针。这在性能敏感的代码中非常常见，但务必注意空指针检查和常量正确性。
- 数组：专门用于返回同类型的集合数据。请务必小心内存管理，记得使用 INLINECODE3982543a 或 INLINECODE6deae4e0，避免返回指向局部栈内存的指针。
- 全局变量：尽量避免使用。它们会使代码耦合度变高，难以调试，且不适用于现代多线程环境。
作为开发者，选择哪种方法取决于具体的应用场景。如果你追求代码的清晰度和封装性，结构体是你的最佳伙伴；如果你在编写底层的、对性能要求极高的库函数，指针参数可能更合适。
希望这篇文章能帮助你更好地理解 C 语言的内存管理和函数调用机制。现在，打开你的编辑器，尝试重写你过去的代码，用今天学到的技巧来优化那些笨拙的函数吧！