很多C#的教材都會(huì)強(qiáng)調(diào)對(duì)象相等的概念。我們都知道,在C#的世界里存在兩種等同性。一種是邏輯等同性:如果兩個(gè)對(duì)象在邏輯上代表同樣的值,則稱(chēng)他們具有邏輯等同性。另一種是引用等同性:如果兩個(gè)引用指向同一個(gè)對(duì)象實(shí)例,則稱(chēng)他們具有引用等同性。
眾所周知,Object類(lèi)型有一個(gè)名為Equals的實(shí)例方法可以用來(lái)確定兩個(gè)對(duì)象是否相等。Object的Equals的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)比較的是兩個(gè)對(duì)象的引用等同性。而Object的派生類(lèi)ValueTpye重寫(xiě)了Equals方法,它比較的是兩個(gè)對(duì)象的邏輯等同性。
也就是說(shuō),在C#里,引用類(lèi)型的默認(rèn)Equals版本關(guān)注的是引用等同性,而值類(lèi)型關(guān)注的是邏輯等同性。當(dāng)然,這并不總能滿(mǎn)足我們的要求。所以每當(dāng)我們更在意引用類(lèi)型的邏輯等同性的時(shí)候,我們就應(yīng)該重寫(xiě)Equals方法。
重寫(xiě)引用類(lèi)型的Equals方法以改變其默認(rèn)的比較方式的一個(gè)著名例子是String類(lèi)。當(dāng)我們寫(xiě)出“string1.Equals(string2)”這樣的代碼時(shí),我們比較的不是string1和string2這兩個(gè)引用所指向的是否為同一個(gè)實(shí)例(引用等同性),而是比較string1與string2所包含的字符序列是否相同(邏輯等同性)。
誤解一:Equals方法和operator==具有相同的默認(rèn)行為。
對(duì)于引用類(lèi)型,如果沒(méi)有為它重載==操作符,且其父類(lèi)型也沒(méi)有重寫(xiě)Equals方法,則這個(gè)引用類(lèi)型Equals方法和operator==具有相同的默認(rèn)行為,即它們比較的都是對(duì)象的引用等同性。然而對(duì)于值類(lèi)型來(lái)說(shuō),就完全不是這么回事了!因?yàn)槿绻銢](méi)有為自定義值類(lèi)型重載operator==的話(huà),就不能寫(xiě)這樣的代碼“myStruct1 == myStruct2”,否則會(huì)得到一個(gè)編譯錯(cuò)誤,原因是值類(lèi)型沒(méi)有相等操作符重載的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
誤解二:自定義類(lèi)的Equals的方法默認(rèn)實(shí)現(xiàn)將自動(dòng)調(diào)用operator==方法,或operator==方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)將自動(dòng)調(diào)用Equals方法。
經(jīng)常聽(tīng)到有人說(shuō)某某類(lèi)型是引用類(lèi)型,所以它的Equals方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)將自動(dòng)調(diào)用operator==方法。這種說(shuō)法完全是沒(méi)有道理的。正如上文所說(shuō)的,引用類(lèi)型Equals方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)來(lái)自O(shè)bject,而值類(lèi)型的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)來(lái)自TypeValue,就算他們會(huì)使用==操作符,使用的也是Object或TypeValue的重載版本。
原則上來(lái)說(shuō),只要我們沒(méi)有重寫(xiě)一個(gè)類(lèi)的Equals方法,那么它就會(huì)繼承其父類(lèi)的實(shí)現(xiàn),而父類(lèi)是沒(méi)有機(jī)會(huì)使用子類(lèi)型的操作符重載的。同樣,只要我們沒(méi)有在一個(gè)類(lèi)的==操作符重載中調(diào)用Equals方法,它是不會(huì)自動(dòng)調(diào)用的。
誤解三:值類(lèi)型的默認(rèn)Equals實(shí)現(xiàn)是對(duì)兩個(gè)對(duì)象進(jìn)行逐位比較的。
有些人認(rèn)為值類(lèi)型的Equals默認(rèn)實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)比較兩個(gè)對(duì)象在內(nèi)存中的位表示,即如果所有的二進(jìn)制位都相等,則說(shuō)明這兩個(gè)對(duì)象“等同”。這是不準(zhǔn)確的。因?yàn)槠鋵?shí)值類(lèi)型的Equals默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是對(duì)值類(lèi)型的每個(gè)字段都調(diào)用該字段類(lèi)型的Equals方法,如果所有字段的Equals方法都返回true,則他們才可能相等。來(lái)看一個(gè)例子:
- class MyClass
- {
- public override bool Equals(object obj)
- {
- Console.WriteLine("MyClass的Equals方法被調(diào)用了。");
- return true;
- }
- }
- struct MyStruct
- {
- public MyClass Filed;
- }
- class Program
- {
- static void Main(string[] args)
- {
- MyStruct a;
- MyStruct b;
- a.Filed = new MyClass();
- b.Filed = new MyClass();
- Console.WriteLine(a.Equals(b));
- }
- }
很顯然,a和b擁有完全不同的二進(jìn)制位表示。但是最終打印的結(jié)果是:
- MyClass的Equals方法被調(diào)用了。
- True
這說(shuō)明值類(lèi)型的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是通過(guò)調(diào)用字段的Equals方法來(lái)確定兩個(gè)對(duì)象是否相等,而不是通過(guò)比較他們的二進(jìn)制位是否一致來(lái)確定的。
誤解四:Equals是非常基本、非常常用的方法,所以其默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)不存在性能問(wèn)題。
對(duì)于引用類(lèi)型,Equals的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單,僅僅需要判斷兩個(gè)引用是不是同一種類(lèi)型、兩個(gè)引用指向的是不是同一塊內(nèi)存就可以了。所以其性能也沒(méi)有問(wèn)題。但是對(duì)于值類(lèi)型,Equals的任務(wù)就沒(méi)有這么簡(jiǎn)單了。它需要對(duì)兩個(gè)對(duì)象的所有字段都做出比較,即逐字段調(diào)用字段類(lèi)型的Equals。
由于在ValueType(值類(lèi)型Equals方法默認(rèn)實(shí)現(xiàn)的位置)中,不可能知道它所有的子類(lèi)型都包含哪些字段,所以為了調(diào)用子類(lèi)型字段的Equals方法,ValueType的Equals就需要使用反射技術(shù)。您可能已經(jīng)看出來(lái)了,反射并不是一種性能友好的技術(shù),所以值類(lèi)型的Equals方法算不上高效。這也正是為什么微軟推薦我們?yōu)樽远x值類(lèi)型重寫(xiě)Equals方法的原因。
通過(guò)本文對(duì)Equals的介紹,希望對(duì)你有幫助。
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