单元素元组和零元素元组有什么用？

Question

C# 7.0 引入了值元组以及对它们的一些语言级别的支持。他们added the support 也是单元素元组和零元素元组；但是，我找不到任何有用的场景。

通过ValueTuple.Create 重载，我可以创建任何类型的元组，但 C# 7.0 语法只允许至少两个元素：

Microsoft (R) Roslyn C# Compiler version 2.8.3.62923
Loading context from 'CSharpInteractive.rsp'.
Type "#help" for more information.
> ValueTuple.Create()
[()]
> ValueTuple.Create(1)
[(1)]
> ValueTuple.Create(1, "x")
[(1, x)]

按元组语法：

> var t2 = (1, 2);
> var t1 = (1); // t1 is now int (of course)
> ValueTuple<int> t1 = (1);
(1,23): error CS0029: Cannot implicitly convert type 'int' to 'ValueTuple<int>'
> ValueTuple<int> t1 = new ValueTuple<int>(1);
> t1
[(1)]

我想我找到了 this feature was requested 所在的线程，但现在没有任何代码示例在 C# 中有效，并且在 planned features of C# 8.0 中也找不到任何引用，甚至在递归元组模式中也找不到。

在请求线程中提到了函数式编程语言。是否有任何功能性语言现在使用它们？我不是 F# 专家，但它的元组 reference 没有提到任何使用单元素和零元素元组。

所以 TL;DR 问题：

• 是否在任何（可能是功能性的）.NET 语言中使用了单元素元组和零元素元组？我的意思不是Tuple.Create 或构造函数，而是本地语言支持。
• 是否计划在未来的 C# 版本中使用它们？
• 或者它们是为了“以防万一”，为了未来的兼容性？

Answer 1

我想不出一个元素元组的用例。编辑 - 正如所指出的，引用的页面提到了一个元素元组作为命名返回参数的一种方式，这听起来实际上很有用，尽管这可能是 C# 特定的。

零元素元组在函数式语言中也称为unit。它相当于 C# 中的 void，一些（大多数？）函数式语言没有。

不同之处在于 () 是一个实际值，你可以用它来做一些事情，比如保存列表、模式匹配等。函数式语言需要这个，因为函数必须返回一些东西，如果你想返回“无”你必须通过返回 () 来显式执行此操作。您还可以编写一个接受单位作为参数的函数，这基本上意味着它是一个延迟执行的值，很可能有副作用：

let x = getFromDb() // will read DB
stream.Flush() // will change state

Answer 2

0 元组有什么好处？

2 元组或 3 元组表示一组相关项。 （2D 空间中的点、颜色的 RGB 值等）1 元组不是很有用，因为它可以很容易地用单个 int 替换。

0 元组似乎更无用，因为它完全不包含任何内容。然而，它具有使其在 F# 等函数式语言中非常有用的特性。例如，0 元组类型只有一个值，通常表示为()。所有 0 元组都有这个值，所以它本质上是一个单例类型。在包括 F# 在内的大多数函数式编程语言中，这称为 unit 类型。

在 C# 中返回 void 的函数将在 F# 中返回 unit 类型：

let printResult = printfn "Hello"

在 F# 交互式解释器中运行它，你会看到：

val printResult : unit = ()

这意味着值printResult 是unit 类型，并且具有值()（空元组，unit 类型的唯一值）。

函数也可以将unit 类型作为参数。在 F# 中，函数可能看起来没有参数。但事实上，他们采用了unit 类型的单个参数。这个函数：

let doMath() = 2 + 4

实际上等价于：

let doMath () = 2 + 4

也就是说，一个函数接受一个 unit 类型的参数并返回 int 值 6。如果您在定义此函数时查看 F# 交互式解释器打印的类型签名，您将看到：

val doMath : unit -> int

事实上，所有函数都会接受至少一个参数并返回一个值，即使该值有时是像() 这样的“无用”值，这意味着在 F# 中的函数组合比在不这样做的语言中容易得多没有unit 类型。但这是一个更高级的主题，我们稍后会讨论。现在，请记住，当您在函数签名中看到 unit 或在函数的参数中看到 () 时，这就是 0 元组类型，它表示“此函数接受或返回没有有意义的值。”

Answer 3

在 C# 中不支持 o-tuple (nople) 和 1-tuple (oneple)。

然而，在基类库 (BCL) 上，为了保持连贯性并以防万一将来有人发现它的用途，有 ValueTuple 和 ValueTuple<T>。例如，一种具有 0 元组和 1 元组结构的语言。

ValueTuple 有一些附加价值。来自the documentation：

ValueTuple 结构表示一个没有元素的元组。它主要用于它的静态方法，允许您创建和比较值元组类型的实例。它的辅助方法允许您实例化值元组，而无需显式指定每个值元组组件的类型。通过调用其静态 Create 方法，您可以创建具有零到八个组件的值元组。对于超过八个组件的值元组，您必须调用 ValueTuple 构造函数。

Answer 4

目前，ValueTuple'1 仅用于表示长元组，即使没有用于 1 元组的 C# 元组语法：ValueTuple<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, ValueTuple<T8>> 是 8 元组的基础类型。

至于 0-tuples 和 ValueTuple'0，我们推测它们可能会出现在未来的场景中（如果我没记错的话，可能是一些递归模式）。

Answer 5

1 元组可以用作可空值的非空包装器。这在尝试添加到字典时很有用，例如：

void Process<TKey>(TKey[] keys)
{
    var dict = new Dictionary<TKey, Something>();
    var firstKey = keys[0];
    dict[firstKey] = new Something();
    ...
}

如果启用nullable（创建dict 时）将显示警告，因为TKey 可能是可空类型（API 可能愿意接受）并且Dictionary<TKey, TValue> 不接受null ;而：

void Process<TKey>(TKey[] keys)
{
    var dict = new Dictionary<ValueTuple<TKey>, Something>();
    var firstKey = ValueTuple.Create(keys[0]);
    dict[firstKey] = new Something();
    ...
}

不会显示警告。

Answer 6

1-Tuple 可用作委托的单个参数列表。元组很适合用作委托参数列表，因为您可以更改它们的结构而不破坏委托的实现。您也可以通过这种方式命名委托的参数。但由于不能使用 1-Tuple，因此如果参数的数量变为 1，则必须恢复为常规参数。

例如：

int DoSomething(
   Func<(int First, int Second, int Third), int> function
) =>
   function((1, 2, 3));

// notice that you could add more parameters or change the order
// of the values and not break the lambda
DoSomething(args => 
   args.First + args.Second - args.Third
);

// DOESN'T WORK
int DoSomethingElse(
   Func<(int First), int> function
) =>
   function((1));

// does work but not as nice
int DoSomethingElse2(
   Func<int, int> function
) =>
   function(1);

Answer 7

单值元组可用于描述方法的返回值。 有时提供有关返回值是什么的附加信息很有用，例如：

  (int ScreenNumber) AddingTarget(string stockItemCode);