詳解C# Tuple VS ValueTuple（元組類 VS 值元組）
C# 7.0已經出來一段時間了，大家都知道新特性裏面有個對元組的優化，並且網上也有大量的介紹，這裏利用詳盡的例子詳解Tuple VS ValueTuple（元組類VS值元組），10分鐘讓你更了解ValueTuple的好處和用法。
如果您對Tuple足夠了解，可以直接跳過章節”回顧Tuple”，直達章節”ValueTuple詳解”，查看值元組的炫麗用法。
回顧Tuple
Tuple是C# 4.0時出的新特性，.Net Framework 4.0以上版本可用。
元組是一種數據結構，具有特定數量和元素序列。比如設計一個三元組數據結構用於存儲學生信息，一共包含三個元素，第一個是名字，第二個是年齡，第三個是身高。
元組的具體使用如下：
1. 如何創建元組
默認情況.Net Framework元組僅支持1到7個元組元素，如果有8個元素或者更多，需要使用Tuple的嵌套和Rest屬性去實現。另外Tuple類提供創造元組對象的靜態方法。
- 利用構造函數創建元組：
var testTuple6 = new Tuple<int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple6.Item1}, Item 6: {testTuple6.Item6}");var testTuple10 = new Tuple<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int, int, int>>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, new Tuple<int, int, int>(8, 9, 10)); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple10.Item1}, Item 10: {testTuple10.Rest.Item3}");
- 利用Tuple靜態方法構建元組，最多支持八個元素：
var testTuple6 = Tuple.Create<int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple6.Item1}, Item 6: {testTuple6.Item6}"); var testTuple8 = Tuple.Create<int, int, int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple8.Item1}, Item 8: {testTuple8.Rest.Item1}");
Note：這裏構建出來的Tuple類型其實是Tuple<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int>>，因此testTuple8.Rest取到的數據類型是Tuple<int>，因此要想獲取準確值需要取Item1屬性。
2. 表示一組數據
如下創建一個元組表示一個學生的三個信息：名字、年齡和身高，而不用單獨額外創建一個類。
var studentInfo = Tuple.Create<string, int, uint>("Bob", 28, 175); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]");
3. 從方法返回多個值
當一個函數需要返回多個值的時候，一般情況下可以使用out參數，這裏可以用元組代替out實現返回多個值。
static Tuple<string, int, uint> GetStudentInfo(string name) { return new Tuple<string, int, uint>("Bob", 28, 175); }
static void RunTest() { var studentInfo = GetStudentInfo("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]"); }
4. 用於單參數方法的多值傳遞
當函數參數僅是一個Object類型時，可以使用元組實現傳遞多個參數值。
static void WriteStudentInfo(Object student) { var studentInfo = student as Tuple<string, int, uint>; Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]"); }
static void RunTest() { var t = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ParameterizedThreadStart(WriteStudentInfo)); t.Start(new Tuple<string, int, uint>("Bob", 28, 175)); while (t.IsAlive) { System.Threading.Thread.Sleep(50); } }
盡管元組有上述方便使用的方法，但是它也有明顯的不足：
- 訪問元素的時候只能通過ItemX去訪問，使用前需要明確元素順序，屬性名字沒有實際意義，不方便記憶；
- 最多有八個元素，要想更多只能通過最後一個元素進行嵌套擴展；
- Tuple是一個引用類型，不像其它的簡單類型一樣是值類型，它在堆上分配空間，在CPU密集操作時可能有太多的創建和分配工作。
因此在C# 7.0中引入了一個新的ValueTuple類型，詳見下面章節。
ValueTuple詳解
ValueTuple是C# 7.0的新特性之一，.Net Framework 4.7以上版本可用。
值元組也是一種數據結構，用於表示特定數量和元素序列，但是是和元組類不一樣的，主要區別如下：
- 值元組是結構，是值類型，不是類，而元組（Tuple）是類，引用類型；
- 值元組元素是可變的，不是只讀的，也就是說可以改變值元組中的元素值；
- 值元組的數據成員是字段不是屬性。
值元組的具體使用如下：
1. 如何創建值元組
和元組類一樣，.Net Framework值元組也只支持1到7個元組元素，如果有8個元素或者更多，需要使用值元組的嵌套和Rest屬性去實現。另外ValueTuple類可以提供創造值元組對象的靜態方法。
- 利用構造函數創建元組：
var testTuple6 = new ValueTuple<int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple6.Item1}, Item 6: {testTuple6.Item6}"); var testTuple10 = new ValueTuple<int, int, int, int, int, int, int, ValueTuple<int, int, int>>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, new ValueTuple <int, int, int>(8, 9, 10)); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple10.Item1}, Item 10: {testTuple10.Rest.Item3}");
- 利用Tuple靜態方法構建元組，最多支持八個元素：
var testTuple6 = ValueTuple.Create<int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple6.Item1}, Item 6: {testTuple6.Item6}"); var testTuple8 = ValueTuple.Create<int, int, int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8); Console.WriteLine($"Item 1: {testTuple8.Item1}, Item 8: {testTuple8.Rest.Item1}");
註意這裏構建出來的Tuple類型其實是Tuple<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int>>，因此testTuple8.Rest取到的數據類型是Tuple<int>，因此要想獲取準確值需要取Item1屬性。
優化區別：當構造出超過7個元素以上的值元組後，可以使用接下來的ItemX進行訪問嵌套元組中的值，對於上面的例子，要訪問第十個元素，既可以通過testTuple10.Rest.Item3訪問，也可以通過testTuple10.Item10來訪問。
var testTuple10 = new ValueTuple<int, int, int, int, int, int, int, ValueTuple<int, int, int>>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, new ValueTuple<int, int, int>(8, 9, 10)); Console.WriteLine($"Item 10: {testTuple10.Rest.Item3}, Item 10: {testTuple10.Item10}");
2. 表示一組數據
如下創建一個值元組表示一個學生的三個信息：名字、年齡和身高，而不用單獨額外創建一個類。
var studentInfo = ValueTuple.Create<string, int, uint>("Bob", 28, 175); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]");
3. 從方法返回多個值
值元組也可以在函數定義中代替out參數返回多個值。
static ValueTuple<string, int, uint> GetStudentInfo(string name) { return new ValueTuple <string, int, uint>("Bob", 28, 175); }
static void RunTest() { var studentInfo = GetStudentInfo("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]"); }
優化區別：返回值可以不明顯指定ValueTuple，使用新語法(,,)代替，如(string, int, uint)：
static (string, int, uint) GetStudentInfo1(string name) { return ("Bob", 28, 175); }
static void RunTest1() { var studentInfo = GetStudentInfo1("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]"); }
調試查看studentInfo的類型就是ValueType三元組。
優化區別：返回值可以指定元素名字，方便理解記憶賦值和訪問：
static (string name, int age, uint height) GetStudentInfo1(string name) { return ("Bob", 28, 175); }
static void RunTest1() { var studentInfo = GetStudentInfo1("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.name}], Age [{studentInfo.age}], Height [{studentInfo.height}]"); }
方便記憶賦值：
方便訪問：
4. 用於單參數方法的多值傳遞
當函數參數僅是一個Object類型時，可以使用值元組實現傳遞多個值。
static void WriteStudentInfo(Object student) { var studentInfo = (ValueTuple<string, int, uint>)student; Console.WriteLine($"Student Information: Name [{studentInfo.Item1}], Age [{studentInfo.Item2}], Height [{studentInfo.Item3}]"); }
static void RunTest() { var t = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ParameterizedThreadStart(WriteStudentInfo)); t.Start(new ValueTuple<string, int, uint>("Bob", 28, 175)); while (t.IsAlive) { System.Threading.Thread.Sleep(50); } }
5. 解構ValueTuple
可以通過var (x, y)或者(var x, var y)來解析值元組元素構造局部變量，同時可以使用符號”_”來忽略不需要的元素。
static (string name, int age, uint height) GetStudentInfo1(string name) { return ("Bob", 28, 175); } static void RunTest1() { var (name, age, height) = GetStudentInfo1("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{name}], Age [{age}], Height [{height}]"); (var name1, var age1, var height1) = GetStudentInfo1("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Name [{name1}], Age [{age1}], Height [{height1}]"); var (_, age2, _) = GetStudentInfo1("Bob"); Console.WriteLine($"Student Information: Age [{age2}]"); }
由上所述，ValueTuple使C#變得更簡單易用。較Tuple相比主要好處如下：
- ValueTuple支持函數返回值新語法”(,,)”，使代碼更簡單；
- 能夠給元素命名，方便使用和記憶，這裏需要註意雖然命名了，但是實際上value tuple沒有定義這樣名字的屬性或者字段，真正的名字仍然是ItemX，所有的元素名字都只是設計和編譯時用的，不是運行時用的（因此註意對該類型的序列化和反序列化操作）；
- 可以使用解構方法更方便地使用部分或全部元組的元素；
- 值元組是值類型，使用起來比引用類型的元組效率高，並且值元組是有比較方法的，可以用於比較是否相等，詳見：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.valuetuple。
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[原文：http://www.cnblogs.com/lavender000/p/6916157.html，來自永遠薰薰]
詳解C# Tuple VS ValueTuple（元組類 VS 值元組）