《Effective C#》:区别和认识四个判等函数
.Net有四个判等函数?不少人看到这个标题,会对此感到怀疑。事实上确是如此,.Net提供了ReferenceEquals、静态Equals,具体类型的Equals以及==操作符这四个判等函数。但是这四个函数之间有细微的关系,改变其中一个函数的实现会影响到其他函数的操作结果。
首先要说的是Object.ReferenceEquals和Object.Equals这两个静态函数,对于它们俩来说,是不需要进行重写的,因为它们已经完成它们所要得做的操作。
对于Object.ReferenceEquals这个静态函数,函数形势如下:
public static bool ReferenceEquals( object left, object right );
这个函数就是判断两个引用类型对象是否指向同一个地址。有此说明后,就确定了它的使用范围,即只能对于引用类型操作。那么对于任何值类型数据操作,即使是与自身的判别,都会返回false。这主要因为在调用此函数的时候,值类型数据要进行装箱操作,也就是对于如下的形式来说。
int n = 10;
Object.ReferenceEquals( n, n );
这是因为对于n这个数据装箱两次,而每次装箱后的地址有不同,而造成Object.ReferenceEquals( n, n )的结果永远为false。
对于第一个判等函数来说,没有什么好扩展的,因为本身已经很好地完成了它所要做的。
对于第二个Object.Equals这个静态函数,其形式如下:
public static bool Equals( object left, object right );
按照书中对它的分析,其大致函数代码如下:
public static void Equals( object left, object right )
{
// Check object identity
if( left == right )
return true;
// both null references handled above
if( ( left == null ) || ( right == null ) )
return false;
return left.Equals( right );
}
可以说,Object.Equals这个函数完成判等操作,需要经过三个步骤,第一步是需要根据对象所属类型的==操作符的执行结果;第二步是判别是否为null,也是和第一步一样,需要根据类型的==操作符的执行结果;最后一步要使用到类型的Equals函数的执行结果。也就是说这个静态函数的返回结果,要取决于后面要提到的两个判等函数。类型是否提供相应的判等函数,成为这个函数返回结果的重要因素。
那么对于Object.Equals这个静态方法来说,虽说接受参数的类型也属于引用类型,但是不同于Object.ReferenceEquals函数,对于如下的代码,能得出正确的结果。
int n = 10;
Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, n ) ) );
Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, 10 ) ) );
这是因为在此函数中要用到具体类型的两个判等函数,不过就函数本身而言,该做的判断都做了,因此不需要去重载添加复杂的操作。
为了更好的述说剩下两个函数,先解释一下等价的意义。对于等价的意义,就是自反、对称以及传递。
所谓自反,即a == a;
而对称,是a == b,则b == a;
传递是 a == b,b == c,则 a == c;
理解等价的意义后,那么在实现类型的判等函数也要满足这个等价规则。
对于可以重载的两个判等函数,首先来介绍的是类型的Equals函数,其大致形式如下:
public override bool Equals( object right );
那么对于一个类型的Equals要做些什么操作呢,一般来说大致如下:
public class KeyData
{
private int nData;
public int Data
{
get{ return nData;}
set{ nData = value; }
}
public override bool Equals( object right )
{
//Check null
if( right == null )
return false;
//check reference equality
if( object.ReferenceEquals( this, right ) )
return true;
//check type
if( this.GetType() != right.GetType() )
return false;
//convert to current type
KeyData rightASKeyData = right as KeyData;
//check members value
return this.Data == rightASKeyData.Data;
}
}
如上增加了一个类型检查,即
if( this.GetType() != right.GetType() )
这部分,这是由于子类对象可以通过as转化成基类对象,从而造成不同类型对象可以进行判等操作,违反了等价关系。
除此外对于类型的Equals函数来,其实并没有限制类型非要属于引用类型,对于值类型也是可以重载此函数,但是我并不推荐,主要是Equals函数的参数类型是不可变的,也就是说通过此方法,值类型要经过装箱操作,而这是比较影响效率的。
而对于值类型来说,我推荐使用最后一种判等函数,即重载运算符==函数,其大致形式如下:
public static bool operator == ( KeyData left, KeyData right );
对于一个值类型而言,其的大致形式应该如下:
public struct KeyData
{
private int nData;
public int Data
{
get{ return nData;}
set{ nData = value; }
}
public static bool operator == ( KeyData left, KeyData right )
{
return left.Data == right.Data;
}
public static bool operator != ( KeyData left, KeyData right )
{
return left.Data != right.Data;
}
}
由于==操作与!=操作要同步定义,所以在定义==重载函数的时候,也要定义!=重载函数。这也是.Net在判等操作保持一致性。那么对于最后一个判等函数,这种重载运算符的方法并不适合引用类型。这就是.Net经常现象,去判断两个引用类型,不要用==,而要用某个对象的Equals函数。所以在编写自己类型的时候,要保留这种风格。
那么对于以上介绍的四种判等函数,会产生如下类似的对比表格。
操作结果取决于 |
适用范围 |
建议 |
|
Object.ReferenceEquals |
两个参数对象是否属于同一个引用 |
引用类型 |
不要用它来判断值类型数据 |
Object.Equals |
参数类型自身的判等函数 |
无限制 |
考虑装箱操作对值类型数据产生的影响 |
类型的Equals |
类型重载函数 |
无限制 |
考虑装箱操作对值类型数据产生的影响 |
类型的==重载 |
类型重载函数 |
无限制 |
不要在引用类型中重载此运算符 |
那么在编写类型判等函数的时候,要注意些什么呢,给出如下几点建议。
首先,要判断当前定义的类型是否具有判等的意义;
其次,定义类型的判等函数要满足等价规则;
最后一点,值类型最好不要重载定义Equals函数,而引用类型最好不要重载定义==操作符。
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