C♯ 7 中的 Tuple 特性

介绍

Tuple是异类对象的有序序列。 我们经常可以写出返回多个值的方法,所以我们需要创建一个包含多个数据元素的简单结构。 为了支持这些情况,Tuple 被添加到 C#。 Tuple 是包含多个字段用来表示数据成员的轻量级数据结构。

如果一个方法返回多个相同类型的数值,那么它可以将这些值存储在一个集合中并返回该集合。 但是如果一个方法需要返回多个不同类型的值呢,C# 提供了一些可选项,比如 Class / Struct,输出参数和 Tuple。

让我们创建一个示例。 我们有一个整数的集合,而且我们需要从这个集合中找出的最小值和最大值。 这时候我们需要创建一个返回最小值和最大值的方法。 为了实现这一点,我们有三个选项:Class / Struct,输出参数和 Tuple。  那么,让我们逐个看看每个选项是如何完成这一功能的。

使用 out 参数

当我们创建一个方法,找出数字序列中的最大值和最小值。 该方法需要将两个值作为最大值和最小值的结果。 因此,我们创建返回值和使用 out 参数作为参数的方法。 返回值保存系列中的最大数,而 out 参数保存系列中的最小数。

让我们创建一个名为 Operation 的类,它实现一个从数字系列中查找最小和最大数的方法。 以下代码段就能实现该功能。

根据上述代码片段,该方法返回一个值,该值保存一个名为 maximum 的整形变量。 该值是该系列的最大值。 此方法将输出参数是名为 min 的参数,该参数保存的是系列中的最小值。

现在,根据下面的代码片段从可执行程序调用此方法。

现在,运行应用程序。 结果如下图所示。

图1:输出

这是正确的方法,但 out 参数并不适合于异步方法。

使用 Class/Struct

还有另一个选项可以从一个方法获取多个值–创建一个具有该数据结构的类或结构体。 我们在这里也执行相同的操作。 我们创建一个名为 CalculateData 的结构体,这个结构体中有两个属性来保存一个系列的最大值和最小值。 以下代码段就是用来创建这个结构体。

现在,让我们创建另一个名为 Operation 的类,它用来实现从数字序列中查找最小值和最大值的方法。 以下代码段就是用来实现这一功能。

根据上面的代码片段,该方法返回一个具有两个属性的对象。 这些属性里保存的是系列中的最大值和最小值。
现在,从可执行程序调用此方法,如下面的代码片段所示。

现在,运行应用程序。 最终结果如下图所示。

图2: 输出结果

使用 Tuple

C#7 引入了定义元组的新方法。 Tuple 是从方法返回多个值的另一个选择。 它可以保存多个不同类型的值。 要在应用程序中使用 Tuple,我们需要安装 System.ValueTuple NuGet 包.

图3 NuGet 包

我们在这里也执行相同的操作。 让我们创建一个名为 Operation 的类,它实现一个从数字系列中查找最小值和最大数的方法。 以下代码段用来实现该功能。

根据上面的代码片段,该方法返回一个有两个项目的元组。 这些项目保存数字系列的最大值和最小值。

现在,根据下面的代码片段在可执行程序调用这个方法。

根据上面的代码片段,名为 FindMinMax 的方法调用并返回一个元组。 当方法直接返回多个值到一个 Tuple 类型,它们会按照他们的顺序给它们一些默认名称,以便可以方便地调用它们。这元组有两个项目,因此这些项目调用 Item1 和 Item2。 Item1 表示第一个值,而 Item2 表示第二个值。这跟 Tupple 项在创建时使用的顺序相同。

现在,运行应用程序。 最终结果如下图所示。

图4 输出结果

由于 Item1 和 Item2 不表示字段的实际名称,因此我们可以给它们自定义名称。 元组类型变量可以具有自定义名称,而不是仅仅是默认的 Item1 或 Item2。

让我们更新 Operation 类中名为 FindMinMax 的现有方法。 我们为这些元组字段分配自定义名称。 以下代码段用来实现该功能。

这里,元组的第一个字段名称为 Minimum,而另一个字段名为 Maximum。

现在,根据下面的代码片段从可执行程序调用此方法。

名为 FindMinMax 的方法调用并返回一个元组。 该元组有两个项目,根据元组项目的顺序称为最小值和最大值。

现在,运行应用程序并查看结果。

图5 输出结果

结论

Tuple 是异类对象的有序序列。 当一个方法需要返回多个值的时候使用它。Tuple 实例的条目数是固定的。Tuple 有最大数目为 8 项的限制。 如果我们想创建一个带有更多项的 Tuple,我们必须创建嵌套的 Tuple。 Tuple 的第八项必须是另一个 Tuple。

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