C# 中的 ValueTuple 与 Tuple：主要区别是什么以及何时应该使用它们？

解读 System.ValueTuple 和 System.Tuple 之间的差异

在 C# 领域，元组已成为封装的强大工具不同类型的多个值。虽然 System.Tuple 和 System.ValueTuple 都用于此目的，但两者之间存在明显的差异，值得考虑。

自然和内存管理

最根本的区别在于它们的底层实现。 System.Tuple 是引用类型（类），而 System.ValueTuple 是值类型（结构）。这种区别对于内存管理具有重要意义。引用类型由垃圾收集器 (GC) 在托管堆上分配，而值类型驻留在堆栈上并由应用程序直接管理。因此，System.ValueTuple 避免了分配和 GC 压力的开销。

可变性

另一个显着的区别出现在可变性的上下文中。 System.Tuple 作为一个类，是一个不可变的对象，这意味着它的状态在创建后无法修改。相比之下，System.ValueTuple 是一个可变结构，允许直接修改其字段。但是，使用此功能时应小心谨慎，因为它可能会导致意外行为，特别是用作类中的字段时。

访问成员值

这两种类型对成员值的访问也有所不同。 System.Tuple 通过属性（Item1、Item2 等）公开其项目，而 System.ValueTuple 使用直接字段访问。字段访问通常比属性访问更快，为 ValueTuple 提供了轻微的性能优势。

语法糖和分解

C# 7 元组的主要优势之一是出现在语法糖的引入，使它们更容易使用。虽然 System.Tuple 需要对各个项目成员进行显式命名，但 ValueTuple 允许命名字段并轻松分解为各个变量。这种增强的语法消除了对繁琐的 Item1、Item2 表示法的需要。

示例

为了说明实际差异，请考虑以下计算值的总和和计数的示例在列表中：

// 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，解构语法允许清晰简洁检索个体价值。使用 System.Tuple 不可能分解为单个变量。

结论

System.ValueTuple 和 System.Tuple 在 C# 生态系统中具有不同的用途。当性能、避免内存开销和易用性至关重要时，System.ValueTuple 是首选。但是，当需要不变性或单独的字段访问时，System.Tuple 仍然是一个可行的选择。了解这些差异对于在软件开发中做出明智的决策至关重要。

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