c# - 为什么不能修改元组类型列表元素的值？

Question

在C#8.0中，我可以通过访问字段名称直接在元组中修改值:

(string name, int score) student = ("Tom", 100);
student.name = "Jack";
Console.WriteLine(student);

而且我可以按如下方式修改列表元素的属性:

var list = new List<Student>();  // assume I have a Student class which has a Name property
list.Add(new Student { Name = "Tom" });
list[0].Name = "Jack";
Console.WriteLine(list[0]);

但是为什么我不能像这样修改元组类型元素的值？

var list = new List<(string name, int score)>();
list.Add(("Tom", 100));
list[0].name = "Jack"; // Error!
Console.WriteLine(list[0]);

Answer 1

元组(ValueTuple)是一个结构。与其像Student示例中那样返回值的引用，不如实际上是接收元组的副本。
对该副本所做的更改不会反射(reflect)在列表中，将被丢弃。编译器足够聪明，可以识别此问题，并阻止您执行此操作。
如果编译成功，它将类似于以下内容:

var list = new List<(string name, int score)>(); list.Add(("Tom", 100));
var copy = list[0];
copy.name = "Jack"; 
Console.WriteLine(copy.name);    // Jack
Console.WriteLine(list[0].name); // still Tom

如果您使用不正确，可变结构可能很危险。编译器只是在完成其工作。
您可以通过以下方法解决此问题:

var list = new List<(string name, int score)>(); list.Add(("Tom", 100));
var copy = list[0];
copy.name = "Jack"; 
list[0] = copy;                  // put it back
Console.WriteLine(copy.name);    // Jack
Console.WriteLine(list[0].name); // Jack

Try It Online
如果您使用数组 (string, int)[]而不是 List<(string, int)>，则由于数组元素访问的工作方式，这不是问题:

var arr = new (string name, int score) [] { ( "Tom", 10 ) };
arr[0].name = "Jack";
Console.WriteLine(arr[0].name); // Jack

Try It Online
此行为不是 List或您的元组类型所独有的。您将在元素为值类型的任何集合中遇到此问题(除非它们当然提供 ref元素访问器)。
请注意，当具有通过方法调用进行突变的 可变值类型的 readonly字段时，也会出现类似的问题。这可能更多 阴险，因为不会发出任何错误或警告:

struct MutableStruct { 
   public int Val; 
   public void Mutate(int newVal) {
     Val = newVal;
   } 
} 
class Test {
    private readonly MutableStruct msReadonly;
    private MutableStruct msNormal;
    public Test() {
      msNormal = msReadonly = new MutableStruct(){ Val=5 };
    } 
    public void MutateReadonly() {
         Console.WriteLine(msReadonly.Val); // 5
         msReadonly.Mutate(66);             // defensive copy! 
         Console.WriteLine(msReadonly.Val); // still 5!!! 
    } 
    public void MutateNormal() {
         Console.WriteLine(msNormal.Val);   // 5
         msNormal.Mutate(66);
         Console.WriteLine(msNormal.Val);   // 66
    } 
}
new Test().MutateReadonly();
new Test().MutateNormal();

Try It Online ValueTuple是框架和语言的重要补充。但是有一个原因，您经常会听到 [Mutable] structs are evil.在大多数情况下，您不应该达到这些限制。如果您发现自己经常陷入这种模式，建议您改用 record，它是一种引用类型(因此不会遇到这些问题)，并且可以简化为类似元组的语法。