C#中ValueTuple的原理详解
前言
本文告诉大家一些 valuetuple 的原理，避免在使用出现和期望不相同的值。valuetuple 是 c# 7 的语法糖，如果使用的 .net framework 是 4.7 以前，那么需要使用 nuget 安装system.valuetuple
虽然 valuetuple 的很好用，但是需要知道他有两个地方都是在用的时候需要知道他原理。如果不知道原理，可能就发现代码和预期不相同
json 转换
先创建一个项目，然后安装 json 解析，使用下面的代码，在运行之前，先猜一下，下面的代码会出现什么
var foo = (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd"); var str = jsonconvert.serializeobject(foo);
实际上输出的是 {"item1":"lindexi","item2":"blog.csdn.net/lindexi_gd"}
那么刚才的命名在哪？
如果想知道，那么请看 valuetuple 的原理
原理
先来写一段代码，编译之后对他反编译，看一下他是怎么做的
static void main(string[] args)
{
var foo = foo();
var str = jsonconvert.serializeobject(foo);
console.writeline(str);
}
static (string name, string site) foo()
{
return (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd");
}
不需要安装反编译软件，可以使用拿到反编译
可以看到foo被编译为 tupleelementnames 特性的两个字符串
[return: tupleelementnames(new string[]
{
"name",
"site"
})]
private static valuetuple<string, string> foo()
{
return new valuetuple<string, string>("lindexi", "blog.csdn.net/lindexi_gd");
}
所以实际上代码是 valuetuple<string, string> 不是刚才定义的代码，只是通过 tupleelementnames 让编译器知道值，所以是语法糖。
il 代码是
private hidebysig static valuetype [mscorlib]system.valuetuple`2<string, string>
foo() cil managed
{
.param [0]
.custom instance void [mscorlib]system.runtime.compilerservices.tupleelementnamesattribute::.ctor(string[])
= (
01 00 02 00 00 00 04 6e 61 6d 65 04 73 69 74 65 // .......name.site 这里就是 return: tupleelementnames 的命名
00 00 // ..
)
.maxstack 2
.locals init (
[0] valuetype [mscorlib]system.valuetuple`2<string, string> v_0
)
// [20 9 - 20 10]
il_0000: nop
// [21 13 - 21 72]
il_0001: ldstr "lindexi"
il_0006: ldstr "blog.csdn.net/lindexi_gd"
il_000b: newobj instance void valuetype [mscorlib]system.valuetuple`2<string, string>::.ctor(!0/*string*/, !1/*string*/)
il_0010: stloc.0 // v_0
il_0011: br.s il_0013
// [22 9 - 22 10]
il_0013: ldloc.0 // v_0
il_0014: ret
}
这个特性只有编译器可以用，不可以在代码使用。
在上面的解释，实际上 il 不知道存在定义的命名，所以不可以通过这个方法获得值。
动态类型获得值
如果希望使用动态类型获得值，那么下面的代码实际上会运行出现异常
static void main(string[] args)
{
dynamic foo = foo();
console.writeline(foo.name);
}
static (string name, string site) foo()
{
return (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd");
}
运行出现 runtimebinderexception 异常，因为没有发现 name 属性
实际上对比下面匿名类，也就是很差不多写法。
dynamic foo = new { name = "lindexi", site = "blog.csdn.net/lindexi_gd" };
console.writeline(foo.name);
运行是可以的，所以在使用动态类型，请不要使用 valuetuple ，如果需要使用，那么请知道有存在找不到变量异常，而且是在运行才出现异常。
性能提升
如果使用 valuetuple 编程会有一些优点，性能是其中之一。而且对于异步编程，使用 valuetuple 可以继续使用 await 的方法。
假如有一个方法需要返回 5 个参数，那么以前的做法有三个方法，第一个方法是使用 out 的方法，第二个方法是使用 tuple ，第三个方法是定义一个临时的类。
如果使用了 out 的方法，那么这个方法就不可以继续使用异步 await 的方法，因为 await 需要做出状态机，参见我写的await原理。如果使用 tuple ，或这定义一个临时的类，就会出现性能的问题。
从上面的原理，已经告诉大家，valuetuple 是值类型，而 tuple 或定义的一个类不是值类型。编译器的优化是让 valuetuple 分配在栈，对于普通的类分配在堆空间。如果一个类分配到堆空间，那么就需要使用垃圾回收才可以清理空间。而分配到栈就不需要使用垃圾回收，使用完成就清空栈，效率比堆空间大。
但是使用栈空间需要注意，栈空间是很小的，如果使用了大量栈空间可能会出现堆栈gg。因为考虑到部分刚入门的小伙伴，所以我就需要多说一些，上面说的 valuetuple 使用了栈空间需要小心栈空间不足，和你存放的值的关系不大，而是和定义的 valuetuple 数量有关，这个数量是非常大的。但是在递归方法中，本来是刚好空间足够的，在使用了 valuetuple 可能就不够了。
使用 valuetuple 可以继续使用异步，而且不需要垃圾回收，性能比tuple高，所以建议在多返回参数使用 valuetuple，而不是定义一个类。
其他需要知道的
不要随便定义一个看不懂的值
实际上下面的代码，编译是可以通过
(int x, (int y, (float a, float b))[] c) f1
但是这个值，在看的时候，几乎说不出他的属性
第二个需要知道的，valuetuple 是值类型，所以他的默认值不是 null 而是 default(xx)，在c# 7.2 支持使用关键字，所以不需要去写 defalut(xx,xx)
关于 valuetuple 变量名的定义也是很难说的，有的小伙伴觉得需要使用 axx 的方式命名，但是很多小伙伴觉得使用 aaba 的命名更好，所以暂时对于他的命名使用 aaba 的方法，大家觉得什么方式好请告诉我
参见： exploring tuples as a library author
c# 7: dynamic types and reflection cannot access tuple fields by name
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。