C#のTupleクラスとは？4つ組タプルの基本と実装例をわかりやすく解説

C#のTuple<T1, T2, T3, T4>クラスは、4つの要素を持つタプル（4-tuple、クアドラプルとも呼ばれます）を表すクラスです。タプルとは、複数の要素を順序付けて格納できるデータ構造のことで、異なる型の値をひとまとめに扱えるのが大きな特徴です。

Tupleクラスの主な用途

Tuple<T1, T2, T3, T4>クラスは、以下のような場面で活用されます。

• データセットへの簡単なアクセス
• データセットの容易な操作
• 単一のデータセットとしての表現
• メソッドから複数の値を返したい場合
• メソッドに複数の値を渡したい場合

Tupleクラスが持つ4つのプロパティ

Tuple<T1, T2, T3, T4>クラスには、各要素に対応する以下の4つのプロパティがあります。

• Item1 ― 現在のTuple<T1, T2, T3, T4>オブジェクトの1番目の要素の値を取得します。
• Item2 ― 現在のTuple<T1, T2, T3, T4>オブジェクトの2番目の要素の値を取得します。
• Item3 ― 現在のTuple<T1, T2, T3, T4>オブジェクトの3番目の要素の値を取得します。
• Item4 ― 現在のTuple<T1, T2, T3, T4>オブジェクトの4番目の要素の値を取得します。

サンプルコード①：文字列の4つ組タプル

それでは、C#で4つ組タプルを実装する例を見てみましょう。ここでは文字列型のタプルを作成し、各要素の値を取得・比較しています。

using System;
public class Demo {
    public static void Main(string[] args) {
        Tuple<string,string,string,string> tuple = new Tuple<string,string,string,string>("nathan", "steve", "katie", "tim");
        Console.WriteLine("Value (Item1)= " + tuple.Item1);
        Console.WriteLine("Value (Item2)= " + tuple.Item2);
        Console.WriteLine("Value (Item3)= " + tuple.Item3);
        Console.WriteLine("Value (Item4)= " + tuple.Item4);
        if (tuple.Item1 == "nathan") {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Value = " + tuple.Item1);
        }
        if (tuple.Item2 == "jack") {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Value = " + tuple.Item2);
        }
        if (tuple.Item3 == "katie") {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Value = " + tuple.Item3);
        }
        if (tuple.Item4 == "tom") {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Value = " + tuple.Item4);
        }
    }
}

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Value (Item1)= nathan
Value (Item2)= steve
Value (Item3)= katie
Value (Item4)= tim
Exists: Tuple Value = nathan
Exists: Tuple Value = katie

この例では、「nathan」と「katie」の比較条件が一致したため、該当するメッセージのみが出力されています。

サンプルコード②：整数の4つ組タプル

続いて、整数型（int）の4つ組タプルを使った別の例を見てみましょう。

using System;
public class Demo {
    public static void Main(string[] args) {
        Tuple<int,int,int,int> tuple = new Tuple<int,int,int,int>(100, 150, 300, 450);
        Console.WriteLine("Value (Item1)= " + tuple.Item1);
        Console.WriteLine("Value (Item2)= " + tuple.Item2);
        Console.WriteLine("Value (Item3)= " + tuple.Item3);
        Console.WriteLine("Value (Item4)= " + tuple.Item4);
        if (tuple.Item1 == 100) {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Item 1 = " + tuple.Item1);
        }
        if (tuple.Item2 == 250) {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Item 2 = " + tuple.Item2);
        }
        if (tuple.Item3 == 270) {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Item 3 = " + tuple.Item3);
        }
        if (tuple.Item4 == 300) {
            Console.WriteLine("Exists: Tuple Item 4 = " + tuple.Item4);
        }
    }
}

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Value (Item1)= 100
Value (Item2)= 150
Value (Item3)= 300
Value (Item4)= 450
Exists: Tuple Item 1 = 100

このように、Item1の値「100」だけが条件と一致したため、そのメッセージのみが出力されました。

まとめ

Tuple<T1, T2, T3, T4>クラスを使うことで、4つの異なる値をひとつのオブジェクトとして簡潔に扱えます。メソッドの戻り値で複数の値を返したい場合や、関連するデータをグループ化したい場合に非常に便利なクラスです。なお、C# 7.0以降ではより軽量なValueTupleも利用できるため、用途に応じて使い分けるとよいでしょう。