C#元组类型ValueTuple用法详解

system.tuple 类型是在.net 4.0中引入的，但是有两个明显的缺点：
(1) tuple 类型是引用类型。
(2) 没有构造函数支持。

为了解决这些问题，c# 7 引入了新的语言功能以及新的类型。

现在，如果您需要从函数中返回两个值的合并结果，或者把两个值合并到一个哈希表中，可以使用system.valuetuple类型并使用一个精短的语法来构造它们：

system.valuetuple 类型在.net framework 4.7中引入。但是您仍然可以在较低的框架版本中使用这个功能，这时候，您必须引用一个特殊的nuget包：system.valuetuple。

• 元组声明的语法与函数参数声明相似：(type1 name1, type2 name2)。
• 元组的构造语法类似于参数构造：(value1, optionalname: value2)。
• 两个元组具有相同的元素类型，但不同的名称是兼容(**)：(int a, int b) = (1, 2)。
• 元组值的语义: (1,2).equals((a: 1, b: 2))、(1,2).gethashcode() == (1,2).gethashcode() 返回的值均是true。
• 元组不支持==和!=。在github上有一个悬而未决的讨论：“支持==和!=元组类型”。
• 元组可以被“解构”，但只能转换成“变量声明”，而不能“out var”或case语句中转换：var (x, y) = (1,2) - ok, (var x, int y) = (1,2) - ok, dictionary.trygetvalue(key, out var (x, y)) - not ok, case var (x, y): break; - not ok。
• 元组是可变的：(int a, int b) x = (1,2); x.a++;.
• 元组元素可以通过名称（如果提供的话）或通过通用名称item1、item2等来访问。

我们马上就会明白上面几点。

元组名称

缺少用户定义的名称导致system.tuple类型不常用。我们可以将system.tuple用作一个精减方法的实现细节，但如果我们需要传递它，我更喜欢使用具有描述性属性名称的命名类型。新元组功能很好地解决了这个问题：可以为元组元素指定名称，而不像匿名类型，即使在不同的程序集中也可以使用这些名称。

c#编译器为方法签名中使用的每个元组类型指定了一个特殊的标记tupleelementnamesattribute：

tupleelementnamesattribute标记非常特殊，不能在用户代码中直接使用。如果您尝试使用它，编译器会报出错误。

这有助于ide和编译器“检查”元素名称，并警告错误地使用它们：

编译器对继承的成员有较强的要求：

常规方法参数可以在重写成员中*更改，重写成员中的元组元素名称应该与基本类型中的元素名称完全匹配。

元素名称推断

c# 7.1 引入了一个额外的增强功能：元素名称推断类似于c#为匿名类型所做的推断。

值语义和可变性

元组是公共字段可变的值类型。这听起来令人担忧，因为我们知道可变值类型被认为是有害的。这是一个邪恶的小例子：

如果运行这个代码，您会得到一个无限循环。list<t>.enumerator是一个可变值类型，但是items是属性。这意味着x.items在每个循环迭代中返回原始迭代器的副本，从而导致无限循环。

但是只有当数据与行为混合在一起时，可变值类型才是危险的：枚举器拥有一个状态（当前元素）并具有行为（通过调用movenext方法来推进迭代器的能力）。这种组合可能会导致问题，因为在副本上调用方法而不是在原始实例上调用方法，从而导致无效操作。下面是一组由于值类型的隐藏副本而导致不明显行为的示例：gist。

但可变性问题依然存在：

元组在字典中作为键是非常有用的，并且由于适当的值语义可以存储在哈希表中。但是您不应该在集合的不同操作之间改变一个元组变量的状态。

解构

虽然元组的构造函数对于元组来说非常特殊的，但是解构非常通用，并且可以与任何类型一起使用。

解构使用“鸭子类型（duck-typing）”的方法：如果编译器可以找到一个方法调用deconstruct给定的类型 - 实例方法或扩展方法 - 类型即是可解构的。

元组别名

一旦您开始使用元组，很快就会意识到想在源代码的多个地方“重用”一个元组类型，但这并没有什么问题。首先，虽然c#不支持给定类型的全局别名，不过您可以使用“using”别名指令，它会在一个文件中创建一个别名；其次，您不能将元组指定别名：

github上有一个关于“使用指令中的元组类型”的讨论。所以，如果您发现自己在多个地方使用一个元组类型，你有两个选择：保持复制粘贴或创建一个命名的类型。

命名规则

下面是一个有趣的问题：我们应该遵循什么命名规则来处理元组元素？pascal规则喜欢elementname还是骆峰规则elementname？一方面，元组元素应该遵循公共成员的命名规则（即pascalcase），但另一方面，元组只是包含变量的变量，变量应该遵循骆峰规则。

如果元组被用作参数或方法的返回类型使用pascalcase规则，并且如果在函数中本地创建元组使用camelcase规则，可以考虑使用基于用法和使用的不同命名方案。但我更喜欢总是使用camelcase。

总结

我发现元组在日常工作中非常有用。我需要不止一个函数返回值，或者我需要把一对值放入一个哈希表，或者字典的key非常复杂，我需要用另一个“字段”来扩展它。

我甚至使用它们来避免与方法类似的concurrentdictionary.trygetoradd的闭包分配，需要额外的参数。在许多情况下，状态也是一个元组。

该功能是非常有用的，但我还想看到一些增强功能：

• 全局别名：能够“命名”一个元组并在整个程序集中使用它们。
• 在模式匹配中解构一个元组：out var、case var语法。
• 使用运算符==进行相等比较。

到此这篇关于c#元组类型valuetuple用法详解的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。