很多C#的教材都會強調對象相等的概念。我們都知道,在C#的世界裡存在兩種等同性。一種是邏輯等同性:如果兩個對象在邏輯上代表同樣的值,則稱他們具有邏輯等同性。另一種是引用等同性:如果兩個引用指向同一個對象執行個體,則稱他們具有引用等同性。
眾所周知,Object類型有一個名為Equals的執行個體方法可以用來確定兩個對象是否相等。Object的Equals的預設實現比較的是兩個對象的引用等同性。而Object的衍生類別ValueTpye重寫了Equals方法,它比較的是兩個對象的邏輯等同性。也就是說,在C#裡,參考型別的預設Equals版本關注的是引用等同性,而實值型別關注的是邏輯等同性。當然,這並不總能滿足我們的要求。所以每當我們更在意參考型別的邏輯等同性的時候,我們就應該重寫Equals方法。
重寫參考型別的Equals方法以改變其預設的比較方式的一個著名例子是String類。當我們寫出string1.Equals(string2)這樣的代碼時,我們比較的不是string1和string2這兩個引用所指向的是否為同一個執行個體(引用等同性),而是比較string1與string2所包含的字元序列是否相同(邏輯等同性)。
誤解一:Equals方法和operator==具有相同的預設行為。
對於參考型別,如果沒有為它重載==操作符,且其父類型也沒有重寫Equals方法,則這個參考型別Equals方法和operator==具有相同的預設行為,即它們比較的都是對象的引用等同性。然而對於實值型別來說,就完全不是這麼回事了!因為如果你沒有為自訂實值型別重載operator==的話,就不能寫這樣的代碼myStruct1 == myStruct2,否則會得到一個編譯錯誤,原因是實值型別沒有相等操作符重載的預設實現。
誤解二:自訂類的Equals的方法預設實現將自動調用operator==方法,或operator==方法的預設實現將自動調用Equals方法。
經常聽到有人說某某類型是參考型別,所以它的Equals方法的預設實現將自動調用operator==方法。這種說法完全是沒有道理的。正如上文所說的,參考型別Equals方法的預設實現來自Object,而實值型別的預設實現來自TypeValue,就算他們會使用==操作符,使用的也是Object或TypeValue的重載版本。原則上來說,只要我們沒有重寫一個類的Equals方法,那麼它就會繼承其父類的實現,而父類是沒有機會使用子類型的操作符重載的。同樣,只要我們沒有在一個類的==操作符重載中調用Equals方法,它是不會自動調用的。
誤解三:實值型別的預設Equals實現是對兩個對象進行逐位比較的。
有些人認為實值型別的Equals預設實現就是通過比較兩個對象在記憶體中的位表示,即如果所有的二進位位都相等,則說明這兩個對象等同。這是不準確的。因為其實實值型別的Equals預設實現是對實值型別的每個欄位都調用該欄位類型的Equals方法,如果所有欄位的Equals方法都返回true,則他們才可能相等。來看一個例子:
class MyClass{ public override bool Equals(object obj) { Console.WriteLine("MyClass的Equals方法被調用了。"); return true; }}struct MyStruct{ public MyClass Filed;}class Program{ staticvoid 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位位表示。但是最終列印的結果是:
MyClass的Equals方法被調用了。
True
這說明實值型別的預設實現是通過調用欄位的Equals方法來確定兩個對象是否相等,而不是通過比較他們的二進位位是否一致來確定的。
誤解四:Equals是非常基本、非常常用的方法,所以其預設的實現不存在效能問題。
對於參考型別,Equals的預設實現很簡單,僅僅需要判斷兩個引用是不是同一種類型、兩個引用指向的是不是同一塊記憶體就可以了。所以其效能也沒有問題。但是對於實值型別,Equals的任務就沒有這麼簡單了。它需要對兩個對象的所有欄位都做出比較,即逐欄位調用欄位類型的Equals。由於在ValueType(實值型別Equals方法預設實現的位置)中,不可能知道它所有的子類型都包含哪些欄位,所以為了調用子類型欄位的Equals方法,ValueType的Equals就需要使用反射技術。您可能已經看出來了,反射並不是一種效能友好的技術,所以實值型別的Equals方法算不上高效。這也正是為什麼微軟推薦我們為自訂實值型別重寫Equals方法的原因。