C# の ValueTuple とタプル: 主な違いは何ですか? それぞれをいつ使用する必要がありますか?

System.ValueTuple と System.Tuple の違いを解読する

C# の領域では、タプルはカプセル化のための強力なツールとして登場しました。さまざまなタイプの複数の値。 System.Tuple と System.ValueTuple は両方ともこの目的を果たしますが、この 2 つの間には考慮に値する明確な違いがあります。

性質とメモリ管理

最も基本的な違い根底にある実装にあります。 System.Tuple は参照型 (クラス) ですが、System.ValueTuple は値型 (構造体) です。この違いはメモリ管理に重大な影響を及ぼします。参照型はガベージ コレクター (GC) によってマネージド ヒープに割り当てられますが、値型はスタック上に存在し、アプリケーションによって直接管理されます。その結果、System.ValueTuple は割り当てのオーバーヘッドと GC プレッシャーを回避します。

Mutability

Mutability のコンテキストでは、別の注目すべき違いが生じます。 System.Tuple はクラスであるため、不変オブジェクトです。つまり、作成後にその状態を変更することはできません。対照的に、System.ValueTuple は可変構造体であり、そのフィールドを直接変更できます。ただし、この機能を使用する場合は、特にクラス内のフィールドとして使用する場合、予期しない動作が発生する可能性があるため、注意が必要です。

メンバー値へのアクセス

メンバー値へのアクセスも 2 つのタイプ間で異なります。 System.Tuple はプロパティ (Item1、Item2 など) を介して項目を公開しますが、System.ValueTuple は直接フィールド アクセスを使用します。通常、フィールド アクセスはプロパティ アクセスよりも高速であり、ValueTuple のパフォーマンスがわずかに向上します。

構文糖化と分解

C# 7 タプルの重要な利点の 1 つは、シンタックスシュガーの導入により、扱いやすくなりました。 System.Tuple では個々の項目メンバーに明示的な名前を付ける必要がありますが、ValueTuple では名前付きフィールドと個々の変数への簡単な分解が可能です。この強化された構文により、面倒な Item1、Item2 の表記が不要になります。

例

実際の違いを説明するために、値の合計とカウントを計算する次の例を考えてみましょう。リスト内:

// Using System.Tuple
public Tuple<int, int> DoStuff(IEnumerable<int> values)
{
    var sum = 0;
    var count = 0;

    foreach (var value in values)
    {
        sum += value;
        count++;
    }

    return new Tuple<int, int>(sum, count);
}

// Using (decomposed) System.ValueTuple
public (int sum, int count) DoStuff(IEnumerable<int> values)
{
    var result = (sum: 0, count: 0);

    foreach (var value in values)
    {
        result.sum += value;
        result.count++;
    }

    return result;
}

System.ValueTuple を使用した、分解された構文個々の値を明確かつ簡潔に取得できます。 System.Tuple では個別の変数への分解はできません。

結論

System.ValueTuple と System.Tuple は、C# エコシステムで異なる目的を果たします。パフォーマンス、メモリ オーバーヘッドの回避、および使いやすさが最優先される場合は、System.ValueTuple が推奨される選択肢です。ただし、不変性または個々のフィールドへのアクセスが必要な場合は、System.Tuple が依然として実行可能なオプションです。これらの違いを理解することは、ソフトウェア開発において情報に基づいた意思決定を行うために非常に重要です。

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