C#中的類型相等與恒等(Equality & Identity)

CLR提供了可以區分類型的Equality 和Identity能力。

l  Equality：如果兩個對象是相同的類型，並且它們各內建有相同和等值的屬性。(They are instances of the same type and if each of the fields in one object matches the values of the fields in the other object)
Equality必須滿足三個必要條件：reflexive, symmetrics, and transitive
reflexive: 自身相等，及a==a 是永遠成立的；
symmetrics: 對象性，及a==b成立那麼b==a 也成立；
transitive: 傳遞性，及a==b, b==c成立那麼a==c 也成立。

l  Identity：兩個對象必須相等（意味著他們共用同一塊記憶體地區）(The two objects have the same values. – Two objects are identical if they share an address in memory)

CLR提供了至少四種方法來判斷兩個對象的等價性：

1.      Public static bool ReferenceEquals(object left, object right);

2.      Public static bool Equals(object left, object right);

3.      Public virtual bool Equals(object right);

4.      Public static bool operator==(MyClass left, MyClass right);

ReferenceEquals方法總是用來判斷兩個對象的Identity的，不管是針對實值型別還是參考型別。所以針對實值型別，調用該方法總是會返回false，因為實值型別作為這個方法的參數時會進行裝箱操作。

靜態Equals方法提供了判斷兩個對象的Equality能力，在其實現的內部，調用了上述第三個虛擬Equals方法。和ReferenceEquals一樣，它們已經具備從底層判斷兩個對象的能力，我們從來不會覆寫這兩個方法。

執行個體Equals方法也是用來區分兩個對象的Equality的。

l  對於參考型別的對象，它和ReferenceEquals方法幾乎是一樣的。（因為判斷兩個參考型別是否的Equality往往從Identity上就可以區分）

l  而實值型別的對象，我們不僅要判斷他們具有相同的物件類型，還要判斷他們的值相等。實值型別從System.ValueType繼承而來，ValueType已經重寫了Object.Equals()方法，本來已經可以用來滿足這些要求的。但是ValueType.Equals()方法不是很有效，因為它必須要通過反射，在不知道具體的衍生類別型中，完成對它們所含有成員變數的值的比較。因此，建議在我們實現一個實值型別的資料結構時，同時重寫ValueType.Equals()方法。

l  然而我們再回頭看看參考型別，有時兩個參考型別的對象往往被用來進行類似實值型別的比較，比如：String類型，它雖然是參考型別，但它也重寫了Equals方法，因為我們拿它來判斷兩個string是否相同（Equality），實際是希望判斷它們是否具有相同的內容，這是一個value semantics。因此，我們建議在考慮實現一個用作值語義環境下的參考型別時候，也重寫基類的Object.Equals()方法。

註：請參考MDSN或其它相關文檔，如何?Equals方法的重寫。

上面的圖示給了很好的例子來區分Equals和ReferenceEquals方法，被用來做Equility和Identity判斷的區別。

==運算子是可由類重載的運算子，它也是用來判斷恒等的。
對於未重載==的參考型別，會比較兩個參考型別是否引用同一個對象。這跟參考型別的Equals()方法是一樣的。

對於未重載==的實值型別，該運算子會比較這兩個值是否"按位"相等，即是否這兩個值中的每個欄位都相等。和Equals方法一樣，推薦在自訂實值型別中，也要重載==運算子，因為也存在反射在效率上的影響。

==運算子和Equals方法的區別在於多態表現上。Equals方法是重寫，而==運算子是被重載。這意味著除非編譯器知道調用具體的重載版本，否則它只是調用未重載的==版本。

參考資料：
《Essential .NET, Volume 1: The Common Language》 By DonBox, Chris Sells
《Applied Microsoft .NET Framework Programming》By Jeffrey Richter