Tuple元组
Tuple为何物？ msdn之Tuple详解
如果不想给一个不常使用对象建一个类（Modle），可以使用Tuple来代替。
在汉语上我们将其翻译为元组。Tuple的概念源于数学概念，表示有序的数据集合。在.NET中Tuple被实现为泛型类型，n-Tuple表示有n个元素的Tuple，集合的元素可以是任何类型。
Example 1：
// 创建一个 7-tuple. var population = new Tuple<string, int, int, int, int, int, int>( "New York", 7891957, 7781984, 7894862, 7071639, 7322564, 8008278); // 其他创建方式 var population = Tuple.Create("New York", 7891957, 7781984, 7894862, 7071639, 7322564, 8008278);
Console.WriteLine("Population of {0} in 2000: {1:N0}", population.Item1, population.Item7);//output: Population of New York in 2000: 8,008,278
Example 2：
var primes = Tuple.Create(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19); Console.WriteLine("Prime numbers less than 20: " + "{0}, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {6}, and {7}", primes.Item1, primes.Item2, primes.Item3, primes.Item4, primes.Item5, primes.Item6, primes.Item7, primes.Rest.Item1);
Example 3 Tuple 数组：
using System; public class Example { public static void Main() { Tuple<string, Nullable<int>>[] scores = { new Tuple<string, Nullable<int>>("Jack", 78), new Tuple<string, Nullable<int>>("Abbey", 92), new Tuple<string, Nullable<int>>("Dave", 88), new Tuple<string, Nullable<int>>("Sam", 91), new Tuple<string, Nullable<int>>("Ed", null), new Tuple<string, Nullable<int>>("Penelope", 82), new Tuple<string, Nullable<int>>("Linda", 99), new Tuple<string, Nullable<int>>("Judith", 84) }; int number; double mean = ComputeMean(scores, out number); Console.WriteLine("Average test score: {0:N2} (n={1})", mean, number); } private static double ComputeMean(Tuple<string, Nullable<int>>[] scores, out int n) { n = 0; int sum = 0; foreach (var score in scores) { if (score.Item2.HasValue) { n += 1; sum += score.Item2.Value; } } if (n > 0) return sum / (double) n; else return 0; } } // The example displays the following output: // Average test score: 88 (n=7)
Example 4：
using System; public class Class1 { public static void Main() { int dividend, divisor; Tuple<int, int> result; dividend = 136945; divisor = 178; result = IntegerDivide(dividend, divisor); if (result != null) Console.WriteLine(@"{0} \ {1} = {2}, remainder {3}", dividend, divisor, result.Item1, result.Item2); else Console.WriteLine(@"{0} \ {1} = <Error>", dividend, divisor); dividend = Int32.MaxValue; divisor = -2073; result = IntegerDivide(dividend, divisor); if (result != null) Console.WriteLine(@"{0} \ {1} = {2}, remainder {3}", dividend, divisor, result.Item1, result.Item2); else Console.WriteLine(@"{0} \ {1} = <Error>", dividend, divisor); } private static Tuple<int, int> IntegerDivide(int dividend, int divisor) { try { int remainder; int quotient = Math.DivRem(dividend, divisor, out remainder); return new Tuple<int, int>(quotient, remainder); } catch (DivideByZeroException) { return null; } } } // The example displays the following output: // 136945 \ 178 = 769, remainder 63 // 2147483647 \ -2073 = -1035930, remainder 757
我们可以有两个方面的理解，在.NET中关于Tuple我们有如下的定义：
- 广义上， Tuple就是一种数据结构，通常情况下，其成员的类型及数据是确定的。
- 狭义上，凡是实现了ITuple接口的类型，都是Tuple的实例。在.NET 4.0 BCL中，预定义了8个Tuple类型。
在该接口中，定义了一个只读属性Size、两个覆写方法GetHashCode和ToString，实现该接口的Tuple八大金刚如下：
public class Tuple<T1> public class Tuple<T1, T2> public class Tuple<T1, T2, T3> public class Tuple<T1, T2, T3, T4> public class Tuple<T1, T2, T3, T4, T5> public class Tuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6> public class Tuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7> public class Tuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, TRest>
在下面的定义中，我们将Custom Request封装为Tuple：
public class MyRequest
{
public Tuple<string, Uri, DateTime> GetMyRequest()
{
return Tuple.Create<string, Uri, DateTime>("anytao.com", new Uri("http://anytao.net/"), DateTime.Now);
}
}
为什么要用Tuple呢？这是个值得权衡的问题，上述MyRequest类型中通过3-Tuple对需要的Request信息进行封装，我们当然也可创建一个新的struct来封装，两种方式均可胜任。然则，在实际的编程实践中，很多时候我们需要一种灵活的创建一定数据结构的类型，很多时候新的数据结构充当着“临时”角色，通过大动干戈新类型完全没有必要，而Tuple既是为此种体验而设计的。例如：
- Point {X, Y}，可以表示坐标位置的数据结构。
- Date {Year, Month, Day}，可以表示日期结构；Time {Hour, Minute, Second}，可以表示时间结构；而DateTime {Date, Time}则可以实现灵活的日期时间结构。
- Request {Name, URL, Result}，可以表示Request的若干信息。
- 。。。，随需而取。
不过，对于Tuple而言，因为其元素数量的有限性，虽然能够满足大部分的需求，当时动态体验是我们越来越期望的编程体验。同时，尤其注意public class Tuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, TRest> 引发的可能ArgumentException，例如：
var t8 = Tuple.Create<int, int, int, int, int, int, int, int>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8); Console.WriteLine(t8.Rest);
将引发异常：
Unhandled Exception: System.ArgumentException: The last element of an eight element tuple must be a Tuple.
提示我们最后的TRest应该为Tuple，所以修改程序为：
var trest = Tuple.Create<int>(8); var t8 = Tuple.Create<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int>>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, trest); Console.WriteLine(t8.Rest);
则没有任何问题，究其原因我们很容易从Tuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, TRest>构造方法中找到答案：
public Tuple(T1 item1, T2 item2, T3 item3, T4 item4, T5 item5, T6 item6, T7 item7, TRest rest)
{
if (!(rest is ITuple))
{
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("ArgumentException_TupleLastArgumentNotATuple"));
}
this.m_Item1 = item1;
this.m_Item2 = item2;
this.m_Item3 = item3;
this.m_Item4 = item4;
this.m_Item5 = item5;
this.m_Item6 = item6;
this.m_Item7 = item7;
this.m_Rest = rest;
}
TRest类型参数必须被实现为ITuple，否则引发异常。TRest在某种程度上为元素的扩展带来点方便，但是我仔细想来，总觉此处TRest的设计有点多此一举，既然是类型参数，T1、T2、…、TN其实均可为ITuple实例，何必非拘泥于最后一个。
优略之间
当前，.NET 4.0预定义的Tuple类型仅有8个，所以我们应考虑对于Tuple提供适度扩展的可能， 然而遗憾的是ITuple类型被实现为internal，所以我们无法继承ITuple，只好自定义类似的实现：
优势所在：
- 为方法实现多个返回值体验，这是显然的，Tuple元素都可以作为返回值。
- 灵活的构建数据结构，符合随要随到的公仆精神。
- 强类型。
