C#筆記 – 對象相等性和同一性

對象相等性和同一性

• System.Object提供了Equals虛方法，其實現為：

  • public class Object
    {
        public virtual bool Equals(Object obj)
        {
            if(this == obj) { return true; }
            return false;
        }
    }

  • 該實現只是判斷「對象」是否與自身包含一樣的值，是「同一性」，而不是「相等性」

  • 另外，由於類型能重寫Object的Equals方法，因此不能再通過Equals來測試同一性；同理 == 操作符也能被重載。因此想要安全地測試同一性，應使用ReferenceEquals

• 正確的相等性實現應該包含：

  • 參數對象空判斷

  • 自身對象與參數對象的引用同一性

  • 自身對象與參數對象中的每個實例字段的值比較

  • 調用基類的Equals方法

  • public class Object
    {
        public virtual bool Equals(Object obj)
        {
            if(obj == null) { return false; }
            if(this.GetType() != obj.GetType()) { return false; }
            return true;
        }
    }

  • 實際上，System.ValueType就進行了正確的相等性測試實現

    • 判斷對象是否為空

    • 判斷引用對象類型是否一致

    • 利用反射，對this對象和obj對象中的所有值進行比較

      • CLR的反射機制慢，因此自定義值類型時應重寫Equals方法，而Equals方法應符合相等性的4個特徵：

        • 自反：x.Equals(x)必然為true

        • 對稱：x.Equals(y) = y.Equals{x}

        • 可傳遞：x.Equals(y) = true; y.Equals(z) = true; then x.Equals(z) = true

        • 一致：比較的兩個值不變，其返回值也不變

        • 另外，可以通過實現IEquatable接口或重載==和!=操作符來確保內部調用類型安全的Equals方法

對象哈希碼

• System.GetHashCode獲取任意對象的int32哈希碼

• 如果重寫了Equals，那就必須重寫GetHashCode

  • 因為在一些集合（如Dictionary）的實現中，要求兩個對象必須具有相同的HashCode才被視為相等，所以重寫Equals就必須重寫GetHashCode。

    • 向集合添加KeyValuePair時，首先要獲取鍵對象的HashCode。該HashCode指出鍵值對要存儲到哪個bucket中。

    • 查找Key時，會獲取指定Key對象的HashCode。該HashCode標識要搜索的bucket，然後在bucket中查找與指定Key對象相等的Key對象

    • 因此，一旦修改了集合中的一個Key對象，集合就再也找不到該對象

      • 所以，需要修改HashTable中的Key對象時，應先移除原來的KeyValuePair，修改，再把改完的加回去

• 哈希碼算法規則：

  • 提供良好隨機分布

  • 不要調用Object/ValueType的GetHashCode

  • 至少使用一個實例字段

  • 算法使用的字段應該是在生存期不可變的

  • 夠快

  • 包含相同值的不同對象應返回相同的HashCode