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.net 中的相等性比较

2024-10-27 19:50:38   207人阅读

引用相等性和值相等性

在 C# 中，相等性分为引用相等性和值相等性。引用相等性是指，若两个引用类型的变量引用的是同一个对象，则它们具有引用相等性。
// x, y, z 都是引用类型变量
object x = new object();
object y = new object();
object z = x;

// 输出 false，x 和 y 不具有引用相等性
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(x, y));
 
// 输出 true，x 和 z 具有引用相等性
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(x, z));
 
// 输出 true，x 和自身具有引用相等性
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(x, x));
值相等性是指，若两个变量----可以是引用类型或值类型----包含语义上相同的值，则它们具有值相等性。
int i = 5;
int j = 6;
int k = 5;

// 输出 false，i 和 j 不具有值相等性
Console.WriteLine(i.Equals(j));

// 输出 true，i 和 k 具有值相等性
Console.WriteLine(i.Equals(k));

// 输出 true，i 和自身具有值相等性
Console.WriteLine(i.Equals(i));

== 和 != 操作符

== 操作符用于判断两个变量是否相等，默认的实现是：
  • 对于字符串以外的引用类型，判断变量是否具有引用相等性
  • 对于值类型，判断变量是否具有值相等性
  • 对于字符串类型，判断变量是否具有值相等性
!= 操作符与 == 操作符含义相反 。
 
C#允许重载 == 和 != 操作符。规则是，若要重载其中的一个，则必须重载另一个。
 

Object.ReferenceEquals 静态方法

Object.ReferenceEquals 静态方法用于判断引用相等性，它接受两个 object 类型的参数：
 
int i = 5;

// 输出 false，i 被装箱两次，是两个不同的对象，不具有引用相等性
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(i, i));

// 相当于：
object x = i;
object y = i;
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(x, y));

.net 框架的源码实现中，ReferenceEquals 方法使用 == 操作符进行判断：

[ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.Success)]
[System.Runtime.Versioning.NonVersionable]
public static bool ReferenceEquals (Object objA, Object objB) {
    return objA == objB;
}

 代码参考：http://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/object.cs,4d607d6d56a93c7e

字符串相等性

在 .net 中，字符串是引用类型，但 == 运算符和 Equals 方法都使用值相等性对字符串进行比较。默认的比较方式是区分大小写的，有时我们希望进行不区分大小写的比较。因此 String 类还有一个 Equals 方法的重载，允许指定如何对字符串进行相等性比较：

public bool Equals(string value, StringComparison comparisonType)

StringComparison 参数允许指定要使用的区域性、大小写和排序规则。

字符串的例子提示相等性比较不是绝对的，两个相同的对象，可能在一个上下文中相等，而在另一个上下文中不相等。

Object.Equals 实例方法

Object.Equals 实例方法的签名是：
public virtual bool Equals(Object obj)

这是一个虚方法，具体行为取决于是否进行了重写。Object 中 Equals 方法的实现是，如果参数 obj 与当前对象是同一实例，则返回 true。

ValueType 重写了 Equals 方法：若两个值类型变量的类型相同，并且所有实例字段相等，则它们具有值相等性。ValueType 中的 Equals 方法使用反射实现，对性能略有影响。对于自定义值类型，可考虑重写 Equals 方法避免反射带来的性能损失。

Object.Equals 静态方法

这是实用工具性质的方法，用于判断两个变量是否相等，方法签名是：

public static bool Equals(Object objA, Object objB)
它的实现代码如下：
public static bool Equals(Object objA, Object objB)
{
    if (objA == objB)
    {
        return true;
    }
    if (objA == null || objB == null)
    {
        return false;
    }
    return objA.Equals(objB);
}
 
分析：
1，若两个变量引用相同的对象，或都为 null，则返回 true。
2，若任意一个变量为 null，另一个不为 null，则返回 false。
3，若两个变量都不为 null，并且不引用同一对象，那么返回 objA.Equals(objB) 的结果。
 

重写 Object.Equals 实例方法

重写 Object.Equals 实例方法时，应遵循以下规则：

  • 自反：x.Equals(x) 应返回 true
  • 对称：x.Equals(y) 和 y.Equals(x) 应具有相同的结果
  • 传递：如果 x.Equals(y) 为 true，并且 y.Equals(z) 为 true，那么 x.Equals(z) 应为 true
  • 稳定：如果 x 和 y 未修改，那么连续调用 x.Equals(y) 应具有相同的结果
  • 当实参为 null 时，应始终返回 null。
  • 若重写 Equals 方法，那么还应重写 GetHashCode 方法，并且，两个相等对象的 GetHashCode 方法应返回相同的值

IEquatable<T> 泛型接口

IEquatable<T> 定义类型特定的相等性比较方法，此接口只定义了一个方法，签名为：

bool Equals(T other)

此接口是从 .net 2.0 开始伴随泛型集合引入的。在泛型集合上调用 Contains、IndexOf、LastIndexOf 和 Remove 等方法时，将使用此接口进行相等性比较。根据 MSDN 的说明，任何可能存储在泛型集合中的类都应实现此接口。

如果实现了 IEquatable 接口，还应重写 Object.Equals 实例方法和 Object.GetHashCode 方法。

IEqualityComparer<T> 泛型接口和 EqualityComparer<T> 泛型类

IEqualityComparer 声明了两个方法：

bool Equals(T x, T y)
int GetHashCode(T obj)

此接口允许在泛型集合中跳过 T 本身的 Equals 和 GetHashCode 实现，如果向泛型集合提供了 IEqualityComparer<T> 的实例，那么集合将使用 IEqualityComparer<T> 的 Equals 和 GetHashCode 方法进行比较。

EqualityComparer<T> 为 IEqualityComparer<T> 泛型接口的实现提供基类。EqualityComparer<T>.Default 属性返回默认的相等性比较器，IEquatable<T> 与泛型集合的配合实际上是在这里起作用的：

  • 若 T 实现了 IEquatable<T> 接口，则 EqualityComparer<T>.Default 使用 IEquatable<T> 接口进行相等性比较
  • 否则，EqualityComparer<T>.Default 使用 Object.Equals 进行相等性比较
 
 

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