淺談java 重寫equals方法的種種坑

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：Java|點擊：次

重寫java object類的equals方法

覆蓋equals方法請遵守約定
什么情況下要覆蓋equals方法
容易違反的對稱性
不易察覺的傳遞性

覆蓋equals請遵守通用約定

似乎覆蓋equals方法看起來似乎是一件平常甚至極其簡單的事情，
但是有許多覆蓋方式會導(dǎo)致錯誤，并且會表現(xiàn)出超出預(yù)期的行為，
而有可能數(shù)小時也無法找到錯誤的位置。（比如說把參數(shù)改成了非Object類型）

1. 類的每一個實例在本質(zhì)上都是唯一的

（從內(nèi)存的角度來講是這樣的），對于代表活動而不是值(value)的類來說更是如此，
例如Thread。
Object提供equals的實現(xiàn)對于這些類來說是正確的行為

2. 類沒有必要提供“邏輯相等”的測試功能

3.超類已經(jīng)覆蓋了equals方法，超類的行為對于子類來說同樣也是合適的

4.類是私有的或者是包級私有的，可以確定它的equals方法永遠不會被外界調(diào)用

如果非常想規(guī)避風(fēng)險，可以覆蓋equals方法，
來確保來自O(shè)bject或者超類的方法永遠不會被意外調(diào)用。

那么什么時候應(yīng)該覆蓋equals方法

如果類具有自己特有的“邏輯相等”概念（不同于對象等同的概念）
而且超類沒有覆蓋equals方法。這通常屬于"值類"(value class)的情形

例如一個圓 Circle類，內(nèi)有一個私有的成員變量radius半徑
可以認為，radius相等代表了兩個實例在邏輯上相等（或許可以再加上坐標(biāo)）

再看String類，程序員在利用equals方法比較值對象的引用時，
更希望知道它們邏輯上是否相等，而不希望知道它們到底是不是同一個對象

為滿足要求，不僅必須覆蓋equals方法，
而且這樣做也使得這個類的實例
可以被用作映射表 (map) 的鍵 (key) ，或者集合set的元素，
使其表現(xiàn)出符合預(yù)期的行為

注意：有一種“值類”不需要覆蓋equals方法
即實例受控，甚至于單例模式，
確保每個實例的“值”至多只存在一個對象，甚至僅能存在一個實例
（好像太嚴(yán)格了，不過只能存在一個對象有什么可比的呢，就像客戶端只能有一個連接服務(wù)器的socket類實例一樣）

覆蓋equals時請遵守通用約定

自反性，對稱性以及傳遞性是最基礎(chǔ)的約定

x.equals(x) = x.equals(x) (好像很傻)
x.equals(y) = y.equals(x）(這也是最容易出現(xiàn)問題的地方）
x.equals(y) = y.equals(z) 那么x.equals(z) == true

一致性：

對于任何非null引用值x和y,只要equals方法的比較操作在對象中引用的信息沒有被修該，多次調(diào)用x.equals(y)返回的結(jié)果一致

對于任何非null的引用值x,x.equals(null)必須返回false
下面是一個不區(qū)分大小寫字符串類的定義（注意是反例?。∵`反了對稱性）

public class CaseInsensitiveString {

 private final String s;//存有不可變字符串s

 public CaseInsensitiveString(String s) {
  this.s = s;
 }

 @Override //重寫equals方法，請注意參數(shù)為Object
 public boolean equals(Object o) {
  if (o instanceof CaseInsensitiveString)//判斷傳入的是同類型的參數(shù)
  {
   return s.equalsIgnoreCase(((CaseInsensitiveString) o).s);
  }
  if (o instanceof String) {
   return s.equalsIgnoreCase(((String) o));
  }
  return false;
 }
}

注意：equals方法中的參數(shù)Object o ,一定不要定義成其他類型??！

在絕大多數(shù)情況都要加上一句instanceof 來給o 賦予類型?。?！

這個類的equals方法看起來設(shè)計的很有想法，不僅和自身比較，也希望和String類型進行比較。

 //也確實看起來實現(xiàn)了功能
 public static void main(String[] args)
 {
  //不區(qū)分大小寫的字符串Point
  CaseInsensitiveString cis = new CaseInsensitiveString("Point");
  String s = "point";
  System.out.printf(cis.equals(s)+"");//true
  
 }

但是 s.equals(cis)卻返回了false

 //s.equals(cis)卻返回了false
 public static void main(String[] args)
 {
  CaseInsensitiveString cis = new CaseInsensitiveString("Point");
  String s = "point";
  System.out.printf(cis.equals(s)+"");//true
  System.out.printf(s.equals(cis)+"");//false
 }

雖然CaseInsensitiveString類中的equals方法知道普通的字符串對象
但是String類中的equals方法并不知道不區(qū)分大小寫的字符串，
導(dǎo)致了超出預(yù)期的錯誤
顯然違反了對稱性。

一旦違反了equals約定，當(dāng)其他對象面對你的對象是，你完全不知道這些對象的行為會怎樣

為了解決這個問題，只需要把企圖和String互相操作的代碼刪除就可以了

public class CaseInsensitiveString {

 private final String s;//存有不可變字符串s

 public CaseInsensitiveString(String s) {
  this.s = s;
 }

 @Override //重寫equals方法，請注意參數(shù)為Object
 public boolean equals(Object o) {
  if (o instanceof CaseInsensitiveString)//判斷傳入的是同類型的參數(shù)
  {
   return s.equalsIgnoreCase(((CaseInsensitiveString) o).s);
  }
  /*刪除掉的與String互操作的代碼*/
  return false;
 }

}

考慮這樣一種情況

有一個坐標(biāo)類，內(nèi)有成員變量x和y
并提供equals方法

public class Point {
 private final int x;
 private final int y;
 public Point(int x,int y)
 {
  this.x=x;
  this.y=y;
 }
 @Override
 public boolean equals(Object o )
 {
  if(o instanceof Point)
  {
   Point p = (Point)o;
   return (this.x == p.x && this.y==p.y);
  }
  return false;
 }
}

好像簡單到不能再簡單的定義
那么擴展（繼承）一下，為這個點添加顏色信息

public class ColorPoint extends Point{
 private final Color color;
 public ColorPoint(int x,int y,Color color)
 {
  super(x,y);
  this.color=color;
 }
}

現(xiàn)在考慮一下

equals方法是什么樣的呢？
如果子類ColoePoint完全不提供equals方法，而是直接使用父類的equals方法
在equals做比較的時候顏色信息就被忽略掉了。
雖然這么做不會違反equals約定
但顯然是無法接受的。

那么就重寫一個equals方法。只有當(dāng)坐標(biāo)點x,y相同且顏色也相同時
equals才返回true

public class ColorPoint extends Point{
 private final Color color;
 public ColorPoint(int x,int y,Color color)
 {
  super(x,y);
  this.color=color;
 }
 @Override
 public boolean equals(Object o)
 {
  if(o instanceof ColorPoint)
  {
   return (super.equals(o)&& this.color==
   ( (ColorPoint) o ).color);//使用父類的equals方法
  }
  return false;
 }
}

這個方法的問題在于，比較普通點（沒有顏色的Point實例）和
有色點（ColorPoint實例）比較，以及相反的情況時可能會得到不同的結(jié)果
前一種忽略的顏色信息，而后一種總時返回false（因為參數(shù)類型不正確）

 public static void main(String[] args)
 {
  Point p = new Point(1,2);
  ColorPoint cp = new ColorPoint(1,2,Color.RED);
  System.out.printf(p.equals(cp)+"");//true
  System.out.printf(cp.equals(p)+"");//false

 }

可以嘗試以ColorPoint.equals在進行“混合顏色比較時”忽略顏色信息
但這樣做確實提供了對稱性，但卻犧牲了傳遞性。
那該怎么解決？？？

事實上，這是面向?qū)ο笳Z言中關(guān)于等價關(guān)系的一個基本問題。
我們無法在擴展可實例化的類的同時，既增加新的組件，同時又保留equals約定
雖然沒有一種令人滿意的辦法既可以擴展可實例化的類，又增加組件，但還有一種不錯的方法。復(fù)合優(yōu)先于繼承

我們不再讓ColorPoint繼承Point,
而是在ColorPoint類中添加一個私有的Point域
以及一個公有的視圖（view）方法
此（view）方法返回一個與該色點處在相同位置的普通Point對象。

public class ColorPoint{
 private final Color color;
 private final Point point;
 public ColorPoint(int x,int y,Color color)
 {
  point = new Point(x,y);
  this.color=color;
 }
 /*view*/
 public Point asPoint()
 {
  return point;
 }
 
 @Override
 public boolean equals(Object o)
 {
  if(o instanceof ColorPoint)
  {
   ColorPoint cp =(ColorPoint)o;
   return this.point.equals(cp.point)&&
   this.color.equals(cp.color);//調(diào)用Point以及Color類的equals方法
  }
  //那么有色點與無色點會被判斷為不相同而返回false
  return false;
 }
}

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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