C++の関数から複数の値を返す方法【ポインタ渡しと参照渡し】

C言語やC++では、関数から複数の値を直接返すことはできません。return文で返せる値は基本的に1つだけだからです。しかし、「ポインタ渡し（call by address）」や「参照渡し（call by reference）」といったテクニックを使えば、実質的に複数の値を呼び出し元に返すことが可能です。

この記事では、1つの関数から2つの数値を割り算した「商」と「余り」を同時に取得する例を通して、その具体的な方法を解説します。

方法1：ポインタ渡し（Call By Address）

ポインタ渡しでは、結果を格納するための変数を呼び出し側で用意し、その変数のアドレスを関数に渡します。関数内ではポインタを受け取り、その指す先（*演算子による間接参照）に計算結果を書き込みます。

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;

void div(int a, int b, int *quotient, int *remainder) {
    *quotient = a / b;
    *remainder = a % b;
}

int main() {
    int a = 76, b = 10;
    int q, r;
    div(a, b, &q, &r);
    cout << "商は: " << q << "\n余りは: " << r << "\n";
    return 0;
}

実行結果

商は: 7
余りは: 6

この例では、div関数がint*型の引数を2つ受け取っています。呼び出し側では変数qとrのアドレスを&演算子で渡すことで、関数内での書き換えがそのまま呼び出し元の変数に反映されます。

方法2：参照渡し（Call By Reference）

C++では、ポインタよりも安全で直感的な「参照渡し」を使うこともできます。参照渡しでは、関数の引数に&を付けた参照型を使用します。呼び出し側は通常の変数をそのまま渡すだけでよく、アドレス演算子は不要です。

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;

void div(int a, int b, int &quotient, int &remainder) {
    quotient = a / b;
    remainder = a % b;
}

int main() {
    int a = 76, b = 10;
    int q, r;
    div(a, b, q, r);
    cout << "商は: " << q << "\n余りは: " << r << "\n";
    return 0;
}

実行結果

商は: 7
余りは: 6

参照渡しでは、関数内で引数に対して行った操作が、そのまま呼び出し元の変数qとrに反映されます。ポインタのように*や&を意識する必要がなく、コードが読みやすくなるのがメリットです。

補足：C++11以降ならタプルも使える

C++11以降では、std::tupleとstd::make_tuple、あるいは構造化束縛（C++17）を利用して、複数の値を戻り値として直接返すこともできます。

#include<iostream>
#include<tuple>
using namespace std;

tuple<int, int> div(int a, int b) {
    return make_tuple(a / b, a % b);
}

int main() {
    auto [q, r] = div(76, 10); // C++17の構造化束縛
    cout << "商は: " << q << "\n余りは: " << r << "\n";
    return 0;
}

まとめ

• C/C++では関数から複数の値を直接返せないが、ポインタ渡しや参照渡しで実現できる
• ポインタ渡しは変数のアドレスを渡し、関数内で間接参照して値を書き込む
• 参照渡しはC++特有の機能で、よりシンプルで安全に記述できる
• C++11以降ではstd::tupleなどを使ったモダンな方法も選択肢になる

用途やコーディング規約に応じて、これらの手法を使い分けるとよいでしょう。