深入理解C&#9839; 7.0中的Tuple特性

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C#教程|點(diǎn)擊：次

介紹

Tuple是異類對(duì)象的有序序列。我們經(jīng)?？梢詫懗龇祷囟鄠€(gè)值的方法，所以我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)包含多個(gè)數(shù)據(jù)元素的簡單結(jié)構(gòu)。為了支持這些情況，Tuple 被添加到 C＃。 Tuple 是包含多個(gè)字段用來表示數(shù)據(jù)成員的輕量級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

如果一個(gè)方法返回多個(gè)相同類型的數(shù)值，那么它可以將這些值存儲(chǔ)在一個(gè)集合中并返回該集合。但是如果一個(gè)方法需要返回多個(gè)不同類型的值呢，C＃提供了一些可選項(xiàng)，比如 Class / Struct，輸出參數(shù)和 Tuple。

讓我們創(chuàng)建一個(gè)示例。我們有一個(gè)整數(shù)的集合，而且我們需要從這個(gè)集合中找出的最小值和最大值。這時(shí)候我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)返回最小值和最大值的方法。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們有三個(gè)選項(xiàng)：Class / Struct，輸出參數(shù)和 Tuple。那么，讓我們逐個(gè)看看每個(gè)選項(xiàng)是如何完成這一功能的。

使用 out 參數(shù)

當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)方法，找出數(shù)字序列中的最大值和最小值。該方法需要將兩個(gè)值作為最大值和最小值的結(jié)果。因此，我們創(chuàng)建返回值和使用 out 參數(shù)作為參數(shù)的方法。返回值保存系列中的最大數(shù)，而 out 參數(shù)保存系列中的最小數(shù)。

讓我們創(chuàng)建一個(gè)名為 Operation 的類，它實(shí)現(xiàn)一個(gè)從數(shù)字系列中查找最小和最大數(shù)的方法。以下代碼段就能實(shí)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(jù)上述代碼片段，該方法返回一個(gè)值，該值保存一個(gè)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(shù)是名為 min 的參數(shù)，該參數(shù)保存的是系列中的最小值。

現(xiàn)在，根據(jù)下面的代碼片段從可執(zhí)行程序調(diào)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(yùn)行應(yīng)用程序。結(jié)果如下圖所示。

圖1：輸出

這是正確的方法，但 out 參數(shù)并不適合于異步方法。

使用 Class/Struct

還有另一個(gè)選項(xiàng)可以從一個(gè)方法獲取多個(gè)值–創(chuàng)建一個(gè)具有該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類或結(jié)構(gòu)體。我們?cè)谶@里也執(zhí)行相同的操作。我們創(chuàng)建一個(gè)名為 CalculateData 的結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體中有兩個(gè)屬性來保存一個(gè)系列的最大值和最小值。以下代碼段就是用來創(chuàng)建這個(gè)結(jié)構(gòu)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(gè)名為 Operation 的類，它用來實(shí)現(xiàn)從數(shù)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(shí)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(jù)上面的代碼片段，該方法返回一個(gè)具有兩個(gè)屬性的對(duì)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(diào)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(yùn)行應(yīng)用程序。最終結(jié)果如下圖所示。

圖2: 輸出結(jié)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(gè)值的另一個(gè)選擇。它可以保存多個(gè)不同類型的值。要在應(yīng)用程序中使用 Tuple，我們需要安裝 System.ValueTuple NuGet 包.

圖3 NuGet 包

我們?cè)谶@里也執(zhí)行相同的操作。讓我們創(chuàng)建一個(gè)名為 Operation 的類，它實(shí)現(xiàn)一個(gè)從數(shù)字系列中查找最小值和最大數(shù)的方法。以下代碼段用來實(shí)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(jù)上面的代碼片段，該方法返回一個(gè)有兩個(gè)項(xiàng)目的元組。這些項(xiàng)目保存數(shù)字系列的最大值和最小值。

現(xiàn)在，根據(jù)下面的代碼片段在可執(zhí)行程序調(diào)用這個(gè)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(jù)上面的代碼片段，名為 FindMinMax 的方法調(diào)用并返回一個(gè)元組。當(dāng)方法直接返回多個(gè)值到一個(gè) Tuple 類型，它們會(huì)按照他們的順序給它們一些默認(rèn)名稱，以便可以方便地調(diào)用它們。這元組有兩個(gè)項(xiàng)目，因此這些項(xiàng)目調(diào)用 Item1 和 Item2。 Item1 表示第一個(gè)值，而 Item2 表示第二個(gè)值。這跟 Tupple 項(xiàng)在創(chuàng)建時(shí)使用的順序相同。

現(xiàn)在，運(yùn)行應(yīng)用程序。最終結(jié)果如下圖所示。

圖4 輸出結(jié)果

由于 Item1 和 Item2 不表示字段的實(shí)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(rèn)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(shí)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(gè)字段名稱為 Minimum，而另一個(gè)字段名為 Maximum。

現(xiàn)在，根據(jù)下面的代碼片段從可執(zhí)行程序調(diào)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(diào)用并返回一個(gè)元組。該元組有兩個(gè)項(xiàng)目，根據(jù)元組項(xiàng)目的順序稱為最小值和最大值。

現(xiàn)在，運(yùn)行應(yīng)用程序并查看結(jié)果。

圖5 輸出結(jié)果

結(jié)論

Tuple 是異類對(duì)象的有序序列。當(dāng)一個(gè)方法需要返回多個(gè)值的時(shí)候使用它。Tuple 實(shí)例的條目數(shù)是固定的。Tuple 有最大數(shù)目為 8 項(xiàng)的限制。如果我們想創(chuàng)建一個(gè)帶有更多項(xiàng)的 Tuple，我們必須創(chuàng)建嵌套的 Tuple。 Tuple 的第八項(xiàng)必須是另一個(gè) Tuple。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)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(duì)我們的支持。

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