[C#7] 1.Tuples（元組）

1. 老版本代碼

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var fullName = GetFullName();

        Console.WriteLine(fullName.Item1);// Item1,2,3不能忍，，,
        Console.WriteLine(fullName.Item2);
        Console.WriteLine(fullName.Item3);
    }
    static Tuple<string, string, string> GetFullName() => new Tuple<string, string, string>("first name", "blackheart", "last name");
}

在有些場景下，我們需要一個方法返回一個以上的返回值，微軟在.NET 4中引入了Tuple這個泛型類，可以允許我們返回多個參數，每個參數按照順序被命名為 Item1;Item2,Item3 ，算是部分的解決了我們的問題，但是對於強迫症程序員來說，Item1,2,3的命名簡直是不能忍的，，，so,在C#7中，引入了一個新的泛型類型ValueTuple<T>來解決這個問題，這個類型位於一個單獨的dll（System.ValueTuple）中，可以通過nuget來引入到你當前的項目中（https://www.nuget.org/packages/System.ValueTuple/）。

2. ValueTuple

不廢話，直接看代碼：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var fullName = GetFullName();

        Console.WriteLine(fullName.First);  // 終於可以不是Item1,2,3了，，，  8         Console.WriteLine(fullName.Middle);
        Console.WriteLine(fullName.Last);
    }

    static (string First, string Middle, string Last) GetFullName() => ("first name", "blackheart", "last name");
}

看出來差別了嗎？我們終於可以用更直觀的名字來替換掉該死的"Item1,2,3"了，看起來很棒吧。但是貌似我們並沒有用到上面我提到的System.ValueTuple，我們翻開編譯后的程序集看看：

internal class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ValueTuple<string, string, string> fullName = Program.GetFullName();
        Console.WriteLine(fullName.Item1); // 原來你還是Item1,2,3，，，FUCK!!!  7         Console.WriteLine(fullName.Item2);
        Console.WriteLine(fullName.Item3);
    }

    [TupleElementNames(new string[]
    {
            "First",
            "Middle",
            "Last"
    })]
    private static ValueTuple<string, string, string> GetFullName()
    {
        return new ValueTuple<string, string, string>("first name", "blackheart", "last name");
    }
}

不看不知道，一看嚇一跳，原來我們的 fullName.First; 編譯后居然還是 fullName.Item1 ，真是日了狗了。。。

不同之處在於GetFullName這個方法，編譯器把我們簡化的語法形式翻譯成了 ValueTuple<string, string, string> ，還給加了一個新的Attribute（TupleElementNamesAttribute），然后把我們自定義的非常直觀友好的“First”,"Middle","Last"當作元數據給存起來了（如果只是局部使用，則不會添加這樣的元數據）。TupleElementNamesAttribute和ValueTuple一樣，位於System.ValueTuple的單獨dll中。

3. Example

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var range = (first: 1, end: 10);
        //也可以這樣寫，效果是一樣的，編譯后都是沒有了first,end的痕跡，，，first和end只是語法層面的障眼法
        //(int first, int last) range = (1, 10);
        Console.WriteLine(range.first);
        Console.WriteLine(range.end);

        //可以使用var，這種無顯示聲明一個變量的方式會編譯出多余的代碼，慎用，不知是不是還未優化好。
        (var begin, var end) = (DateTime.Parse("2017-1-1"), DateTime.Parse("2017-12-31"));
        Console.WriteLine(begin);
        Console.WriteLine(end);

        //begin,end可以被覆蓋重命名為startDate和endDate，但是會有一個編譯警告，提示名字被忽略掉了。
        //warning CS8123: The tuple element name 'begin' is ignored because a different name is specified by the target type '(DateTime startDate, DateTime endDate)'
        //warning CS8123: The tuple element name 'end' is ignored because a different name is specified by the target type '(DateTime startDate, DateTime endDate)‘
        (DateTime startDate, DateTime endDate) timeSpan = (begin: DateTime.Parse("2017-1-1"), end: DateTime.Parse("2017-12-31"));
        Console.WriteLine(timeSpan.startDate);
        Console.WriteLine(timeSpan.endDate);
    }
}

look一下編譯后的代碼：

private static void Main(string[] args)
{
    ValueTuple<int, int> range = new ValueTuple<int, int>(1, 10);
    Console.WriteLine(range.Item1);
    Console.WriteLine(range.Item2);
 6     ValueTuple<DateTime, DateTime> expr_3C = new ValueTuple<DateTime, DateTime>(DateTime.Parse("2017-1-1"), DateTime.Parse("2017-12-31"));
 7     DateTime item = expr_3C.Item1;
 8     DateTime item2 = expr_3C.Item2;
 9     DateTime begin = item;
10     DateTime end = item2;
    Console.WriteLine(begin);
    Console.WriteLine(end);
    ValueTuple<DateTime, DateTime> timeSpan = new ValueTuple<DateTime, DateTime>(DateTime.Parse("2017-1-1"), DateTime.Parse("2017-12-31"));
    Console.WriteLine(timeSpan.Item1);
    Console.WriteLine(timeSpan.Item2);
}

注意 (var begin, var end) = (DateTime.Parse("2017-1-1"), DateTime.Parse("2017-12-31")); 這一行的便宜結果，看起來很是糟糕（上述6-10行紅色部分），可能還是編譯優化不足的問題吧（release編譯也是如此）。

4. 總結

新的語法形式確實直觀友好了好多，but，本質依然是借助泛型類型來實現的，同時也需要編譯器對新語法形式的支持。

了解了本質是什么東西之后，以后在項目中環境允許的話，就放心大膽的使用吧（類型ValueTuple可以出現的地方，（first,last）這種新語法形式均可以）。

參考：

https://blogs.msdn.microsoft.com/dotnet/2016/08/24/whats-new-in-csharp-7-0/

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/articles/csharp/tuples