Java方法返回多个值的实战方案：使用Tuples库替代传统封装

在 Java 开发中，你是否遇到过这样的困扰：一个方法需要返回两个或更多相关的值。传统的做法，比如创建一个专用的 POJO（普通 Java 对象）来封装，或者返回一个 List、Map 等集合，虽然能解决问题，但有时会显得代码冗余，特别是对于一些临时性的、简单的多值返回场景。有没有更轻量、更优雅的方案呢？

答案是肯定的。本文将介绍如何使用 javatuples 这个轻量级库，它提供了一组预定义的元组（Tuple）类，让你可以像使用内置类型一样方便地返回多个值，从而简化代码结构，提升开发效率。

环境与依赖

本文示例基于 Java 21 环境。首先，你需要在项目中引入 javatuples 库的依赖。

<dependency>
  <groupId>org.javatuples</groupId>
  <artifactId>javatuples</artifactId>
  <version>1.2</version>
</dependency>

核心类：认识元组家族

javatuples 库提供了一系列从1到10个元素的元组类型，命名方式非常直观：

• Unit (1个元素)
• Pair (2个元素)
• Triplet (3个元素)
• Quartet (4个元素)
• Quintet (5个元素)
• Sextet (6个元素)
• Septet (7个元素)
• Octet (8个元素)
• Ennead (9个元素)
• Decade (10个元素)

此外，还提供了 KeyValue 和 LabelValue 两个语义更明确的类，其功能与 Pair 类似。

实战演练：元组的基本操作

1. 创建元组

主要有三种创建方式：

• 工厂方法 with()：推荐使用，简洁清晰。

  Pair<String, Integer> pair = Pair.with("Pack", 33);
  Quartet<String, Integer, String, Double> quartet = Quartet.with("pack", 33, "price", 2.3D);

• 构造函数：

  Pair<String, Integer> user = new Pair<>("Pack", 33);

• 从集合或迭代对象创建：

  List<String> listOf4Names = Arrays.asList("A1","A2","A3","A4");
  Quartet<String, String, String, String> retQuartet = Quartet.fromCollection(listOf4Names);
  // 输出：[A1, A2, A3, A4]
  System.out.println(retQuartet);
  // 输出：[A3, A4]
  Pair<String, String> pair1 = Pair.fromIterable(listOf4Names, 2);
  System.out.println(pair1);

2. 从元组获取值

• 类型安全的 getValueX() 方法：X 代表位置索引（从0开始）。

  
  Pair<String, Integer> pair = Pair.with("Pack", 33);

System.out.printf("姓名: %s%n", pair.getValue0());
System.out.printf("年龄: %s%n", pair.getValue1());

输出：

姓名: Pack
年龄: 33

*   **通用的 `getValue(int index)` 方法**：返回 `Object` 类型，使用时需要强制转换。
```java
Pair<String, Integer> pair = Pair.with("Pack", 33);

System.out.printf("姓名: %s%n", pair.getValue(0));
System.out.printf("年龄: %s%n", pair.getValue(1));

3. 修改元组的值

元组是不可变的（immutable）。调用 setAtX() 方法不会修改原元组，而是返回一个包含新值的新元组。

Pair<String, Integer> pair = Pair.with("Pack", 33);
// 修改值
Pair<String, Integer> modifiedPair = pair.setAt0("xg_pack");

System.out.println(pair);
System.out.println(modifiedPair);

输出：

[Pack, 33]
[xg_pack, 33]

4. 添加与删除元素

• 添加元素：使用 add() 方法，新元素会添加到末尾，并返回更高阶的元组类型。

  
  Pair<String, Integer> pair = Pair.with("Pack", 33);

Triplet<String, Integer, String> triplet = pair.add("Spring Boot3实战案例200篇");

System.out.println(pair);
System.out.println(triplet);

输出：

[Pack, 33]
[Pack, 33, Spring Boot3实战案例200篇]

你甚至可以将一个元组添加到另一个元组中。

*   **在指定位置添加**：使用 `addAtX()` 方法。
```java
Triplet<String, String, String> triplet = Triplet.with("Java", "C", "C++");
Quartet<String, String, String, String> quartet = triplet.addAt1("Python");

System.out.println(triplet);
System.out.println(quartet);

输出：

[Java, C, C++]
[Java, Python, C, C++]

需要注意的是，库未提供直接删除元素的方法，通常可以通过创建新元组或转换为 集合 再处理来实现类似效果。

5. 元组与集合/数组的转换

每个元组类都提供了 toList() 和 toArray() 方法。

Quartet<String, Integer, String, Double> quartet = Quartet.with("A1", 1, "A3", 2.3D);
List<Object> quartletList = quartet.toList();
System.out.println(quartletList);

Object[] quartletArr = quartet.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(quartletArr));

输出：

[A1, 1, A3, 2.3]
[A1, 1, A3, 2.3]

6. 迭代元组

所有元组类都实现了 Iterable<Object> 接口，支持 for-each 循环和 forEach 方法。

Quartet<String, Integer, String, Double> quartet = Quartet.with("Pack", 33, "price", 666.6D);
for (Object obj : quartet) {
  System.out.println(obj);
}
System.err.println("--------------");
quartet.forEach(System.out::println);

输出：

Pack
33
price
666.6
--------------
Pack
33
price
666.6

7. 其他实用操作

元组还提供了一些类似集合的实用方法：

• contains()：检查是否包含指定元素。
• containsAll()：检查是否包含所有指定元素。
• indexOf()：返回指定元素首次出现的索引。
• lastIndexOf()：返回指定元素最后一次出现的索引。

同时，hashCode(), equals(), compareTo() 等方法也已正确实现，方便元组间的比较和作为 Map 的键使用。

总结

通过 javatuples 库，我们为 Java 中“方法返回多个值”这一常见需求找到了一个轻量、优雅且类型安全的解决方案。它尤其适用于那些不需要专门定义 POJO 的临时性多值返回场景，能有效减少样板代码，提升代码的简洁性和可读性。

当然，对于具有明确业务含义的复杂数据结构，定义一个专门的类仍然是更佳选择。但在工具方法、辅助函数或简单的数据搬运场景中，元组无疑是一个强大的工具。希望本文能帮助你更高效地处理 Java 中的多返回值问题。如果你想探索更多关于 Java 高级特性或后端架构的讨论，欢迎来到云栈社区与其他开发者交流分享。