Кортежи

Кортеж (англ. tuple) — это тип значений, который позволяет сгруппировать несколько элементов данных в упрощенную структуру. Кортежи впервые появились в C# 7.0 и, на данный момент, находят свое применение в различных ситуациях, когда использование, например, классов избыточно, но при этом, необходимо оформить ряд данных в единую структуру.

Синтаксис кортежей

Для определения кортежа в коде мы можем использовать следующую конструкцию:

(тип_1, тип_2, ..., тип_n) Имя_кортежа

То есть мы перечисляем внутри круглых скобок типы данных, которые будут хранится в кортеже. Например, определим следующий кортеж:

(int, int) tuple = (10, 1);

Теперь мы можем обратиться к элементам кортежа используя следующий синтаксис:

имя_кортежа.ItemПорядковый_номер

где имя_кортежа — это имя переменной; Порядковый_номер — номер элемента в кортеже, начиная с 1. Перечислим элементы кортежа:

(int, int) tuple = (10, 1);

Console.WriteLine(tuple.Item1); //10
Console.WriteLine(tuple.Item2); //1

Также мы можем задавать имена полей кортежа, например:

(int number, string text, double sum) namedTuple;
namedTuple.number = 5;
namedTuple.text = "Hello, world!";
namedTuple.sum = 10.0;

В этом примере мы объявили кортеж с тремя именованными полями — number, text и sum, причем, каждое поле имеет свой тип данных — int, string и double. И теперь мы можем обращаться к полям кортежа по их именам или же продолжить стандартное обращение к полям, используя конструкцию в Item.

Деконструкция кортежей и присваивание

При необходимости, мы можем разобрать кортеж на отдельные переменные. Чтобы произвести деконструкцию кортежа в отдельные переменные необходимо использовать оператор присваивания =. Рассмотрим следующий пример:

(int number, string text, double sum) = (5, "Строка", 10.1);

Console.WriteLine(number);
Console.WriteLine(text);
Console.WriteLine(sum);

В этом примере демонстрируется один из вариантов деконструкции кортежа в отдельные переменные. Другой пример:

var t2 = (15, "Привет", 0.1);
var (a, b, c) = t2;

Console.WriteLine(a);//15
Console.WriteLine(b);//Привет
Console.WriteLine(c);//0.1

Здесь мы используем ключевое слово var, указывая компилятору, что он должен сам вывести типы переменных.

Возможность использования оператора присваивания для двух кортежей позволяет нам использовать ещё одну замечательную возможность при работе с кортежами, а именно — обмен значений внутри кортежа. Например,

int a = 2;
int b = 1;
(a, b) = (b, a);
Console.WriteLine((a, b));

Здесь мы меняем значения a и b местами, то есть в консоль будет выведено:

Применение кортежей

Кортежи в C# находят применение при разработке методов — кортеж может выступать и как параметр метода и как его результат. Например, если предполагается, что метод должен вернуть несколько значений, то в качестве типа результата можно определить кортеж:

Console.WriteLine(Sum(5,10));

(int a, int b, int c) Sum(int x, int y)
{
    return (x, y, x + y);
}

Здесь метод Sum() возвращает кортеж, состоящий из трех полей типа int. Результат в консоли:

Аналогичным образом кортеж может выступать и в качестве параметров метода:

Console.WriteLine(Calculate((5, 10, Operation.Add)));
Console.WriteLine(Calculate((5, 10, Operation.Multiply)));
Console.WriteLine(Calculate((5, 10, Operation.Divide)));

(int a, int b, int c) Calculate((int x, int y, Operation operation) data)
{
    var (x, y, operation) = data;
    switch (data.operation)
    {
        case Operation.Add: return (x, y, x + y);
        case Operation.Multiply: return (x, y, x * y);
        case Operation.Divide: return (x, y, x / y);
        default: return (x, y, x + y);
    }
}

enum Operation { Add, Multiply, Divide }

Здесь метод Calculate() принимает в качестве параметра кортеж из трех полей и также возвращает кортеж.  Чтобы произвести деконструкцию кортежа внутри метода мы использовали операцию присваивания.  Если бы мы не выполнили эту операцию то, кд метода был бы немного длиннее — нам бы пришлось обращаться к полям кортежа по их именам, например, чтобы сложить два числа:

data.x + data.y

Опять же, в консоли мы увидим следующий вывод:

Итого

Кортежи — это компактный и лаконичный способ объединения различных данных в единую структуру. В отличие от классов, внутри кортежей нельзя объявлять свойства и методы и так далее, однако это и не требуется в том случае, если нам достаточно просто получить/передать единую структуру с различными данными.