[译]C# 7系列，Part 1: Value Tuples

mark zhou写了很不错的一系列介绍c# 7的文章，虽然是2年多年前发布的，不过对于不熟悉c# 7特性的同学来说，仍然有很高的阅读价值。

原文：

 

译文：

从今天开始，我将开始一个新的c# 7系列文章，介绍c# 7+的新语言特性。请注意，我说的不是c# 7.0，我说的是c# 7+，因为将会有一些小的版本(比如7.1、7.2)逐步引入新的特性(感谢roslyn!)，比如async main和default literals。

tuples

类system.tuple提供了一种类型来表示类似属性包的键值对。当你想用一种数据结构来保存一个带有属性(元素)的对象，但又不想创建一个单独的类型的时候，你可以使用它。下面的代码展示了如何用它作为一个方法的返回值，这个返回值包含了学生姓名和年龄。

public tuple<string, int> getstudentinfo(string id)
{     
    // search by id and find the student.
    return new tuple<string, int>("annie", 25);
}

可以看到，我返回了一个tuple<string,int>的实例对象，它的第一个参数是name，第二个参数是age。之后，我们在代码中调用这个方法，像这样:

public void test()
{     
    tuple<string, int> info = getstudentinfo("100-000-1000");
    console.writeline($"name: {info.item1}, age: {info.item2}");
}

你可以通过引用item1和item2来访问name和age。

tuple类有一些明显的问题:

• 您需要使用itemx这样的形式来访问属性，这样的属性名可能对调用者来说没有什么含义，如果我们可以使用类似info.name和info.age这样的形式来访问会比info.item1和info.item2更好。
• 最多只能有8个属性。如果需要更多，最后一个类型参数必须是另一个元组。这使得语法非常难以理解。
• tuple是一种引用类型，不像其他基本类型(它们是大多数值类型)，它分配在堆上，对于cpu密集型操作来说，它可能需要太多的对象创建/分配。

value tuples

c# 7.0引入了valuetuple结构，它是tuple对象的值类型表示。c#语言团队为这个值元组类型做了很多不错的事情，包括新的语法和许多特性(比如解构)。

下面是使用value tuples的重写版本，请注意，如果在你的项目中不能用valuetuple类型，那你必须通过nuget下载system.valuetuple 4.3.0 nuget包到你的项目。如果您使用的是.net framework 4.7或更高版本，或者.net standard library 2.0或更高版本，你什么也不用做，valuetuple已经包含在内了。

public (string, int) getstudentinfo(string id)
{
    // search by id and find the student. 
    return ("annie", 25);
}
 
public void test()
{ 
    (string, int) info = getstudentinfo("100-000-1000"); 
    console.writeline($"name: {info.item1}, age: {info.item2}");
}

通过使用语法()，上面的代码得到了极大的简化。 
您甚至可以为valuetuple中的每个元素指定一个名称，如下所示:

public (string name, int age) getstudentinfo(string id)
{
    // search by id and find the student.
    return (name: "annie", age: 25);
}
 
public void test()
{
    (string name, int age) info = getstudentinfo("100-000-1000"); 
    console.writeline($"name: {info.name}, age: {info.age}");
}

帅！现在你的元组对象中的元素有了好的元数据，那么你就不需要来回检查确认返回/访问元素的顺序是正确的了。

当您使用值元组时，visual studio ide会给您提示。

value tuple 解构

您可以从值元组对象中解构元素，并访问局部变量。

// 解构使用 var (x, y) 语法，
// 或者 (var x, var y) 语法。
var (name, age) = getstudentinfo("100-000-1000");
// 现在你有两个局部变量：name and age.
console.writeline($"name: {name}, age: {age}");

如果只关心某些元素而不是所有元素，可以使用_关键字忽略局部变量。

var (name, _) = getstudentinfo("100-000-1000");
// 现在你只有一个局部变量：name，值age被忽略了。
console.writeline($"name: {name}");

从value tuples到tuples

类型system.tuple和system.valuetuple提供了一些扩展方法来帮助它们之间相互转换。

var valuetuple = (id: 1, name: "annie", age: 25, dob: datetime.parse("1/1/1993"));
var tuple = valuetuple.totuple();

 

结论

valuetuple使c#语言更现代，更易于使用简化的语法。它解决了许多tuple的问题：

• 值元组对象具有第一类语法支持，它简化了使用元组元素的代码。
• 您可以用一个名称与值元组的元素相关联，从而获得一定程度的设计阶段和编译器阶段的代码验证。
  请注意，与元组元素相关联的名字不是一个运行时的元数据，即在运行时的实例值元组中不存在这样一个名称的属性/字段，属性的名称仍item1、item2等等，所有的元素名称仅存在设计和编译阶段。
• 你现在可以通过使用解构和_关键字灵活地访问所有元组元素，或者其中的一部分。
• 值元组类型是值类型，没有继承或其他特性，这意味着值元组具有更好的性能。

由于值元组元素的名称不是运行时的，所以在使用一些类库(如newtonsoft)进行序列化时，必须小心使用元组类型。除非你更新过支持新元数据(tupleelementnameattribute等)的类库，否则你会遇到bug。