C# 中的ValueTuple是什么 – 轻量级的元组类型

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ValueTuple 是 C# 7.0 引入的轻量级值类型元组,本质为分配的 Struct,具备命名、解构、结构相等和零 GC 开销等特性,适用于临时数据组合与多返回值场景。

C# 中的ValueTuple是什么 – 轻量级的元组类型

ValueTuple 是 C# 7.0 引入的轻量级值类型元组,本质是一个结构体struct),直接在上分配内存,不触发垃圾回收。它不是语法糖,而是编译器深度支持的底层类型,用于高效聚合多个值,尤其适合临时数据组合、多返回值、linq 投影等场景。

为什么叫“轻量级”?

相比早期的 System.Tuple引用类型分配、不可命名、字段只能叫 Item1/Item2),ValueTuple 具备以下轻量特征:

  • 所有字段公开且内联存储,无对象头、无虚方法表
  • 内存占用 = 各字段大小之和(含对齐),例如 (int, String) 在 64 位平台通常占 16 字节
  • 创建、传递、比较全程避开 GC,高频调用时性能优势明显
  • 支持最多 8 个直接元素,超限时自动嵌套(如第 9 个元素放在 Rest 字段中)

命名与解构让代码真正可读

ValueTuple 支持显式字段命名,编译后仍保持值语义:

  • var person = (Name: "Alice", Age: 30); → 可直接写 person.Name
  • 支持解构赋值:var (name, age) = person;,变量名即语义
  • 命名不改变底层类型,(string Name, int Age)(string, int) 编译后都是 ValueTuple<string int></string>

值语义带来的天然行为

作为值类型,ValueTuple 的行为符合直觉:

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  • 赋值是逐字段复制,两个变量互不影响
  • 相等性基于结构比较:元素数量相同 + 每个位置的值相等(==.Equals() 均可用)
  • 字符串等引用类型字段仍按其自身规则比较(如 string 默认按内容比较)
  • 没有无参构造函数,不可为 NULL(但可为 default

适用边界:什么时候该用,什么时候不该用

ValueTuple 是“临时数据容器”,不是长期数据契约:

  • ✅ 推荐:方法返回多个结果、LINQ 分组投影、参数快速打包、模式匹配分支
  • ✅ 推荐:避免为简单场景定义 DTO 或小类,减少样板代码
  • ❌ 避免:需要继承、方法、属性逻辑、序列化契约稳定性要求高的场景
  • ❌ 避免:字段语义复杂、需文档说明、或未来可能扩展为业务实体的情况

基本上就这些。它不复杂,但容易忽略栈分配和值语义带来的实际影响。

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