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C# - 为引用类型重定义相等性 - solenovex - 博客园
2019-04-21 12:29:10         来源:草根专栏  
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C# - 为引用类型重定义相等性

通常情况下引用类型的相等性是不应该被重定义/重写的。

例如两个引用类型的变量 x 和 y,如果这样写:if(x == y) {...},那么大家都明白,这个比较的是引用的相等性。

但是有少数情况下,也可以为引用类型重写相等性。

例如这个类:

\

这个类里面只有两个string类型的属性和字段,那么对它的相等性来说,更合理的是去比较值,而不是引用。<喎"https://www.2cto.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"https://www.2cto.com/uploadfile/Collfiles/20190421/20190421121253112.png" alt="\" />

首先重写object.Equals()方法:

\

这个逻辑比较简单,就是判断null,引用和类型,然后再判断各个属性(字段)的值是否相等。

然后还需要重写object.GetHashCode()方法:

\

这个采用了Resharper生成的方法,以前说过,就不再介绍了。

最佳实践还要求重写C#的==操作符:

\

当然配套的!=也必须重写。

在之前重写值类型相等性的文章里,我还为值类型实现了IEquatable接口,而对于引用类型来说,就没有必要去实现该接口了,可以把相等性判断逻辑放在object.Equals()方法里。

派生类

这是上面Citizen类的一个子类:

\

下面我重写object.Equals() 方法:

\

大部分逻辑都在base.Equals()方法里了,首先如果父类的Equals()方法返回false,那么下面也就不用做啥了。但是如果父类Equals()认为这两个实例是相等的,这就意味着父类里所有的相等性检查都通过了,然后我们仍然需要检查派生类里面的独有字段(属性),而这个例子里只有一个字段(属性)。

然后别忘了实现GetHashCode()方法:

\

(resharper生成的代码)

这个方法里使用了父类的GetHashCode()方法,把它按位异或IdCard的GetHashCode()的结果。

然后实馅喎"https://www.2cto.com/kf/yidong/wp/" target="_blank" class="keylink">WPT26zSE9stnX97f7o7o8L3A+CjxwPjxpbWcgc3JjPQ=="https://www.2cto.com/uploadfile/Collfiles/20190421/20190421121253120.png" alt="\" />

好,现在我们来测试一下:

\

其结果如下:

\

这个结果还都是对值进行比较的,符合预期。

然后你可能以为这样实现没有问题了。。。。

陷阱

现在我在Citizen这个父类里修改一下==的实现,我想让它更有效率:

\

然后我再执行和上面同样的测试代码,其结果输入是:

\

??,全都相等了。。。。肯定不对。。

那在父类里的==方法设一下断点看看:

\

这里面x和y其实都是BeijingCitizen的实例,但是现在所处的位置是其父类Citizen的==方法里,所以相等性检查会在这里发生,所以这个相等性检查只会检查父类里面的字段,Citizen这个类无法知道其它继承于它的类型,所以这里也无法比较派生类独有的字段,在这里就是IdCard。而所有这些实例的不同值就去别再IdCard这个派生类的字段上面了,所以所有检查的结果都是相等的,因为只比较了父类的那两个字段。

为什么会调用Citizen父类的==方法呢?因为该方法是静态的,也就不是virtual的。而我的测试代码:

\

其参数类型是父类Citizen,所以a==b这句话会在编译时就决定采取哪个版本的==实现,而编译器在这个方法里会看到a和b的类型都是Citizen,所以它会调用Citizen版本的==实现。

所以这确实是一个陷阱。

但是为什么原来的写法就没有问题呢?

\

原来的写法里,在Citizen这个父类里,==的实现调用了 object的静态Equals()方法,而在这个静态Equals方法里:

\

又调用了object的virtual Equals()方法,而如果实际类型是BeijingCitizen的话,那么就会调用override的Equals()方法,我们单独看这个比较:

\

在BeijingCitizen里设一个断点:

\

可以看到会击中该断点。也可以看一下CallStack:

\

现在再次运行所有测试,其结果:

\

就是正确的了。

所以说,相等性检查的逻辑需要放在virtual的方法里

如果再往上一级,把参数都变成object类型:

\

输出结果是:

\

这是因为==的实现不是virtual的,在object类型上使用==就是判断引用的相等性。而你也无法在重载操作符来防止上述事情的发生,因为这段代码永远不会调用到你的操作符重载方法。

那么结论就是,在操作符重载方法里调用vitual的方法,就可以应付继承相关的相等性判断,但是至少也得输入你定义的父类的类型(Citizen),好让你定义的操作符重载方法可以被最先调用如果要满足继承、相等性这两方面的要求,那么就需要牺牲类型安全:

\

所以==操作符重载,可以看作一种方便的语法糖法,同时也把类型不安全的Equals()方法包装了起来。

为什么不实现IEquatable

如果我在Citizen类里面实现了该接口:

\

那么方法里的调用也还是调用virtual的Equals(),否则的话还是一样的bug。那么这样看的话,实现该接口几乎没有什么新鲜的作用,虽然说该方法可以做到一定程度的类型安全,但是性能上,比直接调用object.Equals()更慢了。

所以针对引用类型,不建议实现IEquatable接口。

非得实现的话建议sealed

例如:

这样的话,我们就可以把判断相等的逻辑写在该方法里了,因为这个类是sealed,所以能传递到这个方法里的变量一定是该类型的,没有继承的存在,我们就可以同时拥有类型安全和相等性了。

为sealed的class实现IEquatable接口肯定是可行的,但是否值得呢?

优点:能得到微小的性能提升,string就是个例子。

缺点:class本身就更复杂了,你需要记住3种实现相等性判断的方式。。。

综上个人建议是针对引用类型不去实现IEquatable接口

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