C# 中的 ValueTuple 與 Tuple：主要區別是什麼以及何時應該使用它們？

解讀System.ValueTuple 和System.Tuple 之間的差異

在C# 領域，元組已成為封裝的強大工具的多個值。雖然 System.Tuple 和 System.ValueTuple 都用於此目的，但兩者之間有明顯的差異，值得考慮。

自然與記憶體管理

最根本的差別在於它們的底層實作。 System.Tuple 是參考型別（類別），而 System.ValueTuple 是值型別（結構）。這種區別對於記憶體管理具有重要意義。參考類型由垃圾收集器 (GC) 在託管堆上分配，而值類型駐留在堆疊上並由應用程式直接管理。因此，System.ValueTuple 避免了分配和 GC 壓力的開銷。

可變性

另一個顯著的差異出現在變異性的脈絡中。 System.Tuple 作為一個類，是一個不可變的對象，這表示它的狀態在創建後無法修改。相較之下，System.ValueTuple 是一個可變結構，允許直接修改其欄位。但是，使用此功能時應小心謹慎，因為它可能會導致意外行為，特別是用作類別中的欄位時。

存取成員值

這兩種類型對成員值的存取也有所不同。 System.Tuple 透過屬性（Item1、Item2 等）公開其項目，而 System.ValueTuple 使用直接欄位存取。字段存取通常比屬性存取更快，為 ValueTuple 提供了輕微的效能優勢。

語法糖和分解

C# 7 元組的主要優勢之一是出現在語法糖的引入，使它們更容易使用。雖然 System.Tuple 需要對各個專案成員進行明確命名，但 ValueTuple 允許命名欄位並輕鬆分解為各個變數。這種增強的語法消除了對繁瑣的 Item1、Item2 表示法的需求。

範例

為了說明實際差異，請考慮以下計算值的總和和計數的範例在列表中：

// 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;
}

使用System .ValueTuple，解構語法允許清晰簡潔檢索個體價值。使用 System.Tuple 不可能分解為單一變數。

結論

System.ValueTuple 和 System.Tuple 在 C# 生態系中有不同的用途。當效能、避免記憶體開銷和易用性至關重要時，System.ValueTuple 是首選。但是，當需要不變性或單獨的欄位存取時，System.Tuple 仍然是一個可行的選擇。了解這些差異對於在軟體開發中做出明智的決策至關重要。

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