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深入理解C♯ 7.0中的Tuple特性

更新時間：2017年03月30日 09:45:24 作者：Tony

這篇文章主要介紹了C#7中Tuple特性的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，相信對大家具有一定的參考價值，需要的朋友可以們下面來一起學習學習吧。

介紹

Tuple是異類對象的有序序列。我們經常可以寫出返回多個值的方法，所以我們需要創(chuàng)建一個包含多個數據元素的簡單結構。為了支持這些情況，Tuple 被添加到 C＃。 Tuple 是包含多個字段用來表示數據成員的輕量級數據結構。

如果一個方法返回多個相同類型的數值，那么它可以將這些值存儲在一個集合中并返回該集合。但是如果一個方法需要返回多個不同類型的值呢，C＃提供了一些可選項，比如 Class / Struct，輸出參數和 Tuple。

讓我們創(chuàng)建一個示例。我們有一個整數的集合，而且我們需要從這個集合中找出的最小值和最大值。這時候我們需要創(chuàng)建一個返回最小值和最大值的方法。為了實現(xiàn)這一點，我們有三個選項：Class / Struct，輸出參數和 Tuple。那么，讓我們逐個看看每個選項是如何完成這一功能的。

使用 out 參數

當我們創(chuàng)建一個方法，找出數字序列中的最大值和最小值。該方法需要將兩個值作為最大值和最小值的結果。因此，我們創(chuàng)建返回值和使用 out 參數作為參數的方法。返回值保存系列中的最大數，而 out 參數保存系列中的最小數。

讓我們創(chuàng)建一個名為 Operation 的類，它實現(xiàn)一個從數字系列中查找最小和最大數的方法。以下代碼段就能實現(xiàn)該功能。

using System.Collections.Generic; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Operation 
 { 
 internal int FindMinMax(List<int> list, out int min) 
 { 
  int maximum = int.MinValue, minimum = int.MaxValue; 
  list.ForEach(n => 
  { 
  minimum = n < minimum ? n : minimum; 
  maximum = n > maximum ? n : maximum; 
  }); 
  min = minimum; 
  return maximum; 
 } 
 } 
}

根據上述代碼片段，該方法返回一個值，該值保存一個名為 maximum 的整形變量。該值是該系列的最大值。此方法將輸出參數是名為 min 的參數，該參數保存的是系列中的最小值。

現(xiàn)在，根據下面的代碼片段從可執(zhí)行程序調用此方法。

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Linq; 
using static System.Console; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Program 
 { 
 static void Main(string[] args) 
 { 
  List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 100).OrderBy(x => Guid.NewGuid()).Take(10).ToList(); 
  int minimum = 0, maximum = 0; 
  Operation operation = new Operation(); 
  maximum = operation.FindMinMax(numbers, out minimum); 
  Write($"{minimum} is min and {maximum} is max in {String.Join(",", numbers)}"); 
  Read(); 
 } 
 } 
}

現(xiàn)在，運行應用程序。結果如下圖所示。

圖1：輸出

這是正確的方法，但 out 參數并不適合于異步方法。

使用 Class/Struct

還有另一個選項可以從一個方法獲取多個值–創(chuàng)建一個具有該數據結構的類或結構體。我們在這里也執(zhí)行相同的操作。我們創(chuàng)建一個名為 CalculateData 的結構體，這個結構體中有兩個屬性來保存一個系列的最大值和最小值。以下代碼段就是用來創(chuàng)建這個結構體。

namespace TupleApp 
{ 
 struct CalculateData 
 { 
 public int Minimum { get; set; } 
 public int Maximum { get; set; } 
 } 
}

現(xiàn)在，讓我們創(chuàng)建另一個名為 Operation 的類，它用來實現(xiàn)從數字序列中查找最小值和最大值的方法。以下代碼段就是用來實現(xiàn)這一功能。

using System.Collections.Generic; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Operation 
 { 
 internal CalculateData FindMinMax(List<int> list) 
 { 
  int maximum = int.MinValue, minimum = int.MaxValue; 
  list.ForEach(n => 
  { 
  minimum = n < minimum ? n : minimum; 
  maximum = n > maximum ? n : maximum; 
  }); 
  CalculateData data = new CalculateData 
  { 
  Minimum = minimum, 
  Maximum = maximum 
  }; 
  return data; 
 } 
 } 
}

根據上面的代碼片段，該方法返回一個具有兩個屬性的對象。這些屬性里保存的是系列中的最大值和最小值。
現(xiàn)在，從可執(zhí)行程序調用此方法，如下面的代碼片段所示。

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Linq; 
using static System.Console; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Program 
 { 
 static void Main(string[] args) 
 { 
  List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 100).OrderBy(x => Guid.NewGuid()).Take(10).ToList(); 
  Operation operation = new Operation(); 
  CalculateData data = operation.FindMinMax(numbers); 
  Write($"{data.Minimum} is min and {data.Maximum} is max in {String.Join(",", numbers)}"); 
  Read(); 
 } 
 } 
}

現(xiàn)在，運行應用程序。最終結果如下圖所示。

圖2: 輸出結果

使用 Tuple

C＃7 引入了定義元組的新方法。 Tuple 是從方法返回多個值的另一個選擇。它可以保存多個不同類型的值。要在應用程序中使用 Tuple，我們需要安裝 System.ValueTuple NuGet 包.

圖3 NuGet 包

我們在這里也執(zhí)行相同的操作。讓我們創(chuàng)建一個名為 Operation 的類，它實現(xiàn)一個從數字系列中查找最小值和最大數的方法。以下代碼段用來實現(xiàn)該功能。

using System.Collections.Generic; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Operation 
 { 
  internal (int, int) FindMinMax(List<int> list) 
  { 
   int maximum = int.MinValue, minimum = int.MaxValue; 
   list.ForEach(n => 
   { 
    minimum = n < minimum ? n : minimum; 
    maximum = n > maximum ? n : maximum; 
   }); 
   return (minimum, maximum); 
  } 
 } 
}

根據上面的代碼片段，該方法返回一個有兩個項目的元組。這些項目保存數字系列的最大值和最小值。

現(xiàn)在，根據下面的代碼片段在可執(zhí)行程序調用這個方法。

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Linq; 
using static System.Console; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Program 
 { 
  static void Main(string[] args) 
  { 
   List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 100).OrderBy(x => Guid.NewGuid()).Take(10).ToList(); 
   Operation operation = new Operation(); 
   (int, int) data = operation.FindMinMax(numbers); 
   Write($"{data.Item1} is min and {data.Item2} is max from {String.Join(",", numbers)}"); 
   Read(); 
  } 
 } 
}

根據上面的代碼片段，名為 FindMinMax 的方法調用并返回一個元組。當方法直接返回多個值到一個 Tuple 類型，它們會按照他們的順序給它們一些默認名稱，以便可以方便地調用它們。這元組有兩個項目，因此這些項目調用 Item1 和 Item2。 Item1 表示第一個值，而 Item2 表示第二個值。這跟 Tupple 項在創(chuàng)建時使用的順序相同。

現(xiàn)在，運行應用程序。最終結果如下圖所示。

圖4 輸出結果

由于 Item1 和 Item2 不表示字段的實際名稱，因此我們可以給它們自定義名稱。元組類型變量可以具有自定義名稱，而不是僅僅是默認的 Item1 或 Item2。

讓我們更新 Operation 類中名為 FindMinMax 的現(xiàn)有方法。我們?yōu)檫@些元組字段分配自定義名稱。以下代碼段用來實現(xiàn)該功能。

using System.Collections.Generic; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Operation 
 { 
  internal (int Minimum, int Maximum) FindMinMax(List<int> list) 
  { 
   int maximum = int.MinValue, minimum = int.MaxValue; 
   list.ForEach(n => 
   { 
    minimum = n < minimum ? n : minimum; 
    maximum = n > maximum ? n : maximum; 
   }); 
   return (minimum, maximum); 
  } 
 } 
}

這里，元組的第一個字段名稱為 Minimum，而另一個字段名為 Maximum。

現(xiàn)在，根據下面的代碼片段從可執(zhí)行程序調用此方法。

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Linq; 
using static System.Console; 
 
namespace TupleApp 
{ 
 class Program 
 { 
  static void Main(string[] args) 
  { 
   List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 100).OrderBy(x => Guid.NewGuid()).Take(10).ToList(); 
   Operation operation = new Operation(); 
   var data = operation.FindMinMax(numbers); 
   Write($"{data.Minimum} is min and {data.Maximum} is max from {String.Join(",", numbers)}"); 
   Read(); 
  } 
 } 
}

名為 FindMinMax 的方法調用并返回一個元組。該元組有兩個項目，根據元組項目的順序稱為最小值和最大值。

現(xiàn)在，運行應用程序并查看結果。

圖5 輸出結果

結論

Tuple 是異類對象的有序序列。當一個方法需要返回多個值的時候使用它。Tuple 實例的條目數是固定的。Tuple 有最大數目為 8 項的限制。如果我們想創(chuàng)建一個帶有更多項的 Tuple，我們必須創(chuàng)建嵌套的 Tuple。 Tuple 的第八項必須是另一個 Tuple。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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