前言
本文告诉大家一些 ValueTuple 的原理，避免在使用出现和期望不相同的值。ValueTuple 是 C# 7 的语法糖，如果使用的 .net Framework 是 4.7 以前，那么需要使用 Nuget 安装System.ValueTuple
虽然 ValueTuple 的很好用，但是需要知道他有两个地方都是在用的时候需要知道他原理。如果不知道原理，可能就发现代码和预期不相同
json 转换
先创建一个项目，然后安装 Json 解析，使用下面的代码，在运行之前，先猜一下，下面的代码会出现什么
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var foo = (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd");var str = JsonConvert.SerializeObject(foo); |
实际上输出的是 {"Item1":"lindexi","Item2":"blog.csdn.net/lindexi_gd"}
那么刚才的命名在哪？
如果想知道，那么请看 ValueTuple 的原理
原理
先来写一段代码，编译之后对他反编译，看一下他是怎么做的
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static void Main(string[] args){ var foo = Foo(); var str = JsonConvert.SerializeObject(foo); Console.WriteLine(str);}static (string name, string site) Foo(){ return (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd");} |
不需要安装反编译软件，可以使用这个网站拿到反编译
可以看到Foo被编译为 TupleElementNames 特性的两个字符串
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[return: TupleElementNames(new string[]{ "name", "site"})]private static ValueTuple<string, string> Foo(){ return new ValueTuple<string, string>("lindexi", "blog.csdn.net/lindexi_gd");} |
所以实际上代码是 ValueTuple<string, string> 不是刚才定义的代码，只是通过 TupleElementNames 让编译器知道值，所以是语法糖。
IL 代码是
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private hidebysig static valuetype [mscorlib]System.ValueTuple`2<string, string> Foo() cil managed { .param [0] .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.TupleElementNamesAttribute::.ctor(string[]) = ( 01 00 02 00 00 00 04 6e 61 6d 65 04 73 69 74 65 // .......name.site 这里就是 return: TupleElementNames 的命名 00 00 // .. ) .maxstack 2 .locals init ( [0] valuetype [mscorlib]System.ValueTuple`2<string, string> V_0 ) // [20 9 - 20 10] IL_0000: nop // [21 13 - 21 72] IL_0001: ldstr "lindexi" IL_0006: ldstr "blog.csdn.net/lindexi_gd" IL_000b: newobj instance void valuetype [mscorlib]System.ValueTuple`2<string, string>::.ctor(!0/*string*/, !1/*string*/) IL_0010: stloc.0 // V_0 IL_0011: br.s IL_0013 // [22 9 - 22 10] IL_0013: ldloc.0 // V_0 IL_0014: ret } |
这个特性只有编译器可以用，不可以在代码使用。
在上面的解释，实际上 IL 不知道存在定义的命名，所以不可以通过这个方法获得值。
动态类型获得值
如果希望使用动态类型获得值，那么下面的代码实际上会运行出现异常
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static void Main(string[] args){ dynamic foo = Foo(); Console.WriteLine(foo.name);}static (string name, string site) Foo(){ return (name: "lindexi", site: "blog.csdn.net/lindexi_gd");} |
运行出现 RuntimeBinderException 异常，因为没有发现 name 属性
实际上对比下面匿名类，也就是很差不多写法。
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dynamic foo = new { name = "lindexi", site = "blog.csdn.net/lindexi_gd" }; Console.WriteLine(foo.name); |
运行是可以的，所以在使用动态类型，请不要使用 ValueTuple ，如果需要使用，那么请知道有存在找不到变量异常，而且是在运行才出现异常。
性能提升
如果使用 ValueTuple 编程会有一些优点，性能是其中之一。而且对于异步编程，使用 ValueTuple 可以继续使用 await 的方法。
假如有一个方法需要返回 5 个参数，那么以前的做法有三个方法，第一个方法是使用 out 的方法，第二个方法是使用 Tuple ，第三个方法是定义一个临时的类。
如果使用了 out 的方法，那么这个方法就不可以继续使用异步 await 的方法，因为 await 需要做出状态机，参见我写的await原理。如果使用 Tuple ，或这定义一个临时的类，就会出现性能的问题。
从上面的原理，已经告诉大家，ValueTuple 是值类型，而 Tuple 或定义的一个类不是值类型。编译器的优化是让 ValueTuple 分配在栈，对于普通的类分配在堆空间。如果一个类分配到堆空间，那么就需要使用垃圾回收才可以清理空间。而分配到栈就不需要使用垃圾回收，使用完成就清空栈，效率比堆空间大。
但是使用栈空间需要注意，栈空间是很小的，如果使用了大量栈空间可能会出现堆栈gg。因为考虑到部分刚入门的小伙伴，所以我就需要多说一些，上面说的 ValueTuple 使用了栈空间需要小心栈空间不足，和你存放的值的关系不大，而是和定义的 ValueTuple 数量有关，这个数量是非常大的。但是在递归方法中，本来是刚好空间足够的，在使用了 ValueTuple 可能就不够了。
使用 ValueTuple 可以继续使用异步，而且不需要垃圾回收，性能比Tuple高，所以建议在多返回参数使用 ValueTuple，而不是定义一个类。
其他需要知道的
不要随便定义一个看不懂的值
实际上下面的代码，编译是可以通过
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(int x, (int y, (float a, float b))[] c) f1 |
但是这个值，在看的时候，几乎说不出他的属性
第二个需要知道的，ValueTuple 是值类型，所以他的默认值不是 null 而是 default(xx)，在C# 7.2 支持使用关键字，所以不需要去写 defalut(xx,xx)
关于 ValueTuple 变量名的定义也是很难说的，有的小伙伴觉得需要使用 Axx 的方式命名，但是很多小伙伴觉得使用 aaBa 的命名更好，所以暂时对于他的命名使用 aaBa 的方法，大家觉得什么方式好请告诉我
参见： Exploring Tuples as a Library Author
C# 7: Dynamic types and Reflection cannot access Tuple fields by name
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对服务器之家的支持。
原文链接：https://lindexi.gitee.io/post/C-ValueTuple-原理.html
