如何从函数返回多个值？

Question

用支持它的语言返回多个值的规范方法通常是tupling。

选项：使用元组

考虑一下这个简单的例子：

def f(x):
  y0 = x + 1
  y1 = x * 3
  y2 = y0 ** y3
  return (y0, y1, y2)

但是，随着返回值的数量增加，这很快就会出现问题。如果要返回四个或五个值呢？当然，您可以继续对它们进行元组化，但很容易忘记哪个值在哪里。把它们放在任何你想收的地方也很难看。

选项：使用字典

下一个合乎逻辑的步骤似乎是引入某种“记录符号”。在Python中，最明显的方法是通过dict。

请考虑以下几点：

def g(x):
  y0 = x + 1
  y1 = x * 3
  y2 = y0 ** y3
  return {'y0': y0, 'y1': y1 ,'y2': y2}

（为了清楚起见，y0、y1和y2只是指抽象标识符。如前所述，实际上您将使用有意义的标识符。）

现在，我们有了一种机制，可以通过它投射出返回对象的特定成员。例如

result['y0']

选项：使用类

不过，还有另一个选择。我们可以返回一个专门的结构。我已经在Python的上下文中构建了这个框架，但我确信它也适用于其他语言。事实上，如果你在C语言工作，这可能是你唯一的选择。下面是：

class ReturnValue:
  def __init__(self, y0, y1, y2):
     self.y0 = y0
     self.y1 = y1
     self.y2 = y2

def g(x):
  y0 = x + 1
  y1 = x * 3
  y2 = y0 ** y3
  return ReturnValue(y0, y1, y2)

在Python中，前两个可能在管道方面非常相似——毕竟{ y0, y1, y2 }最后只是ReturnValue的内部__dict__中的条目。

Python为小对象提供了一个额外的特性__slots__属性。这个类可以表示为：

class ReturnValue(object):
  __slots__ = ["y0", "y1", "y2"]
  def __init__(self, y0, y1, y2):
     self.y0 = y0
     self.y1 = y1
     self.y2 = y2

从Python Reference Manual：

The __slots__ declaration takes a sequence of instance variables and reserves just enough space in each instance to hold a value for each variable. Space is saved because __dict__ is not created for each instance.

选项：使用dataclass（Python 3.7+）

使用Python3.7的新数据类，返回一个带有自动添加的特殊方法、类型和其他有用工具的类：

@dataclass
class Returnvalue:
    y0: int
    y1: float
    y3: int

def total_cost(x):
    y0 = x + 1
    y1 = x * 3
    y2 = y0 ** y3
    return ReturnValue(y0, y1, y2)

选项：使用列表

另一个我忽略的建议来自于蜥蜴比尔：

def h(x):
  result = [x + 1]
  result.append(x * 3)
  result.append(y0 ** y3)
  return result

不过，这是我最不喜欢的方法。我想我已经被暴露在Haskell中所污染了，但是混合类型列表的想法总是让我感到不舒服。在这个特定的例子中，列表是-不是-混合类型，但可以想象它是。

就我所知，这样使用的列表对元组没有任何好处。在Python中，列表和元组之间唯一真正的区别是列表是mutable，而元组不是。

我个人倾向于继承函数式编程的惯例：对于同一类型的任意数量的元素使用列表，对于预定类型的固定数量的元素使用元组。

问题

在冗长的序言之后，不可避免的问题出现了。你认为哪种方法最好？

我通常发现自己走字典的路线，因为它涉及较少的设置工作。然而，从类型的角度来看，您最好走类路径，因为这可以帮助您避免混淆字典所表示的内容。

另一方面，Python社区中有一些人觉得implied interfaces should be preferred to explicit interfaces，此时对象的类型实际上并不相关，因为您基本上依赖于相同属性始终具有相同含义的约定。

那么，如何在Python中返回多个值呢？

Answer 1

很多答案都表明你需要返回某种类型的集合，比如字典或列表。您可以省略额外的语法，只需写出以逗号分隔的返回值。注意：这在技术上返回一个元组。

def f():
    return True, False
x, y = f()
print(x)
print(y)

给出：

True
False

Answer 2

为此，在2.6中添加了Named tuples。有关类似的内置示例，请参见os.stat。

>>> import collections
>>> Point = collections.namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> p = Point(1, y=2)
>>> p.x, p.y
1 2
>>> p[0], p[1]
1 2

在Python 3的最新版本（我认为是3.6+）中，新的typing库获得了^{}类，使命名元组更易于创建，功能更强大。继承自typing.NamedTuple允许您使用docstring、默认值和类型注释。

示例（来自文档）：

class Employee(NamedTuple):  # inherit from typing.NamedTuple
    name: str
    id: int = 3  # default value

employee = Employee('Guido')
assert employee.id == 3

Answer 3

对于小项目，我发现使用元组最容易。当这变得太难管理（而不是以前）时，我开始将事情分组为逻辑结构，但是我认为您建议的使用字典和ReturnValue对象是错误的（或过于简单化）。

返回键为"y0"、"y1"、"y2"等的字典与元组相比没有任何优势。与元组相比，返回具有属性.y0、.y1、.y2等的ReturnValue实例也没有任何优势。如果你想得到任何东西，你需要开始命名，而且你可以使用元组来完成：

def get_image_data(filename):
    [snip]
    return size, (format, version, compression), (width,height)

size, type, dimensions = get_image_data(x)

IMHO，除了元组之外，唯一好的技术就是用正确的方法和属性返回真实的对象，就像从re.match()或open(file)获得的那样。