本文要點(diǎn)

• 應(yīng)遵循《.NET設(shè)計(jì)規(guī)范：.NET約定慣用法與模式》一書。和十年前第一版出版時(shí)一樣，書中給出的原則在當(dāng)前依然有指導(dǎo)意義。
• API設(shè)計(jì)是最重要的。設(shè)計(jì)不好的API會(huì)在極大地增加軟件缺陷，同時(shí)降低可重用性。
• 時(shí)刻牢記“良性循環(huán)”（Pit of Success）這一哲理：讓正確的事情更易于做，讓犯錯(cuò)誤更加困難。
• 移除“線路噪音”（Line Noise）和“樣板”（Boilerplate）代碼，聚焦于對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的關(guān)注。
• 出于性能考慮而犧牲代碼清晰度前，請認(rèn)真考慮一下。

C# 7是一個(gè)重大更新，其中提供了很多有意思的新功能。雖然已有大量的文章介紹這些功能可以做什么，但是鮮有文章介紹應(yīng)如何使用這些功能。本文將過一遍《.NET設(shè)計(jì)規(guī)范：.NET約定慣用法與模式》 （譯者注：英文書名為“Framework Design Guidelines: Conventions, Idioms, and Patterns for Reusable .NET Libraries”）一書中給出的指導(dǎo)原則，力圖更好地使用C# 7的新特性。

元組返回（Tuple Returns）

通常在C#編程中，一個(gè)函數(shù)返回多個(gè)值實(shí)現(xiàn)起來十分繁瑣。一種做法是使用輸出參數(shù)，這只適用于暴露異步方法的情況。另一種做法是使用 Tuple<T>。創(chuàng)建Tuple<T>過于啰嗦，需要做內(nèi)存分配，并且Tuple的字段沒有描述性名字。也可以使用自定義的結(jié) 構(gòu)體。雖然結(jié)構(gòu)體在性能上要優(yōu)于元組，但是大量使用一次性類型會(huì)將代碼弄得一團(tuán)糟。而使用具有動(dòng)態(tài)特性的匿名類型，存在性能不好的問題，還缺少靜態(tài)類型檢 查。

在C# 7中新提供了元組返回語法，它解決了全部上述問題。下面給出一個(gè)基本語法的例子：

public (string, string) LookupName(long id) // tuple return type {return ("John", "Doe"); //元組常值。 } var names = LookupName(0); var firstName = names.Item1; var lastName = names.Item2;

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該函數(shù)的實(shí)際返回類型是ValueTuple<string, string>。正如名稱所示，ValueTuple<string, string>類似于Tuple<T>類，是一個(gè)輕量級(jí)的結(jié)構(gòu)體。它解決了類型膨脹（Type Bloat）問題，但是依然沒有解決描述性名稱這一困擾Tuple<T>的問題。我們看一下如下的例子：

public (string First, string Last) LookupName(long id) var names = LookupName(0); var firstName = names.First; var lastName = names.Last;

其中的返回類型依然是ValueTuple<string, string>，但是現(xiàn)在編譯器在函數(shù)中添加了一個(gè)TupleElementNames屬性。這樣調(diào)用該函數(shù)的代碼就可以使用描述性名稱，而不再是Item1或Item2這樣的名稱了。

警告： TupleElementNames屬性只能由編譯器賦予。如果返回類型上使用了反射，你將只能看到裸的ValueTuple<T>結(jié)構(gòu)體。因?yàn)樵讷@得結(jié)果時(shí)，屬性是位于函數(shù)本身上，而這個(gè)信息丟失了。

編譯器會(huì)盡可能維護(hù)額外類型的幻象。例如，給出如下這些聲明：

var a = LookupName(0); (string First, string Last) b = LookupName(0); ValueTuple<string, string> c = LookupName(0); (string make, string model) d = LookupName(0);

在編譯器看來，a和b同是(string First, string Last)。鑒于c被顯式聲明為ValueTuple<string, string>，因此不存在c.First屬性。

該例中d的賦值語句展示了這一設(shè)計(jì)的失靈之處，即會(huì)在一定程度上導(dǎo)致缺失類型安全。字段意外地重命名是一個(gè)非常容易發(fā)生的問題，一個(gè)元組可以錯(cuò)誤地 指定給另一個(gè)恰好具有同樣形狀的元組。這同樣是由于編譯器沒有真正地將(string First, string Last)和(string make, string model)區(qū)分為不同的類型。

ValueTuple是可變的

有意思的是， ValueTuple是可變的。Mads Torgersen給出了這樣的解釋：

為什么通常可變結(jié)構(gòu)體是不好的，不要應(yīng)用于元組？下面給出原因。

如果你按正常的封裝方式編寫了一個(gè)可變結(jié)構(gòu)體，并且其中具有私有的狀態(tài)，還有公開的修改器（Mutator）屬性和方法，那么你可能就會(huì)陷入一些嚴(yán)重的錯(cuò)誤中。因?yàn)橹灰Y(jié)構(gòu)體是保持在只讀變量中，那么修改器就會(huì)默默地工作于結(jié)構(gòu)體的一個(gè)拷貝上！

但是元組的確有公開的可變字段。它在設(shè)計(jì)上并未考慮修改器，因此不存在出現(xiàn)上述現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，ValueTuple是結(jié)構(gòu)體，而結(jié)構(gòu)體在傳遞時(shí)需要進(jìn)行拷貝。結(jié)構(gòu)體并不直接在線程間共享，也不承擔(dān)“共享可變狀態(tài)”的風(fēng)險(xiǎn)。這不同于System.Tuple家族的類型，這些類型也是類。為確保線程安全，需要這些類型是不可變的。

注意，這里Torgersen所指的是“字段”，而不是“屬性”。對(duì)于使用元組返回函數(shù)結(jié)果的反射庫，這會(huì)導(dǎo)致問題。

元組返回的指導(dǎo)原則

• 當(dāng)字段列表規(guī)模較小并不會(huì)發(fā)生更改時(shí)，考慮使用元組返回，而不是out參數(shù)。
• 對(duì)元組返回中的描述性名字使用帕斯卡拼寫法（PascalCase），這會(huì)使得元組字段看上去就像是正常的類和結(jié)構(gòu)中的屬性。
• 在不進(jìn)行解析就讀取元組返回時(shí)，使用var，以避免意外地誤標(biāo)字段。
• X 如果想要對(duì)返回值使用反射，應(yīng)避免返回值元組。
• X 如果在未來的版本中可能會(huì)返回額外的字段，那么就不要在公開API上使用元組返回。在元組返回中添加字段是一種破壞性變更。

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----------------------------------------------------節(jié)選自infoQ:C# 7編程模式與實(shí)踐-----------------------------------------------------------------

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總結(jié)

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