《Effective C#》：區別四個判等函數

　　.Net有四個判等函數？不少人看到這個標題，會對此感到懷疑。事實上確是如此，.Net提供了ReferenceEquals、靜態Equals，具體類型的Equals以及==操作符這四個判等函數。但是這四個函數之間有細微的關系，改變其中一個函數的實現會影響到其他函數的操作結果。

　　首先要說的是Object.ReferenceEquals和Object.Equals這兩個靜態函數，對於它們倆來說，是不需要進行重寫的，因為它們已經完成它們所要得做的操作。

　　對於Object.ReferenceEquals這個靜態函數，函數形勢如下：

 

public static bool ReferenceEquals( object left, object right );

　　這個函數就是判斷兩個引用類型對象是否指向同一個地址。有此說明後，就確定了它的使用范圍，即只能對於引用類型操作。那麼對於任何值類型數據操作，即使是與自身的判別，都會返回false。這主要因為在調用此函數的時候，值類型數據要進行裝箱操作，也就是對於如下的形式來說。

 

int n = 10;

Object.ReferenceEquals( n, n );

　　這是因為對於n這個數據裝箱兩次，而每次裝箱後的地址有不同，而造成Object.ReferenceEquals( n, n )的結果永遠為false。

　　對於第一個判等函數來說，沒有什麼好擴展的，因為本身已經很好地完成了它所要做的。

　　對於第二個Object.Equals這個靜態函數，其形式如下：

 

public static bool Equals( object left, object right );

　　按照書中對它的分析，其大致函數代碼如下：

 

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 );
}

　　可以說，Object.Equals這個函數完成判等操作，需要經過三個步驟，第一步是需要根據對象所屬類型的==操作符的執行結果；第二步是判別是否為null，也是和第一步一樣，需要根據類型的==操作符的執行結果；最後一步要使用到類型的Equals函數的執行結果。也就是說這個靜態函數的返回結果，要取決於後面要提到的兩個判等函數。類型是否提供相應的判等函數，成為這個函數返回結果的重要因素。

　　那麼對於Object.Equals這個靜態方法來說，雖說接受參數的類型也屬於引用類型，但是不同於Object.ReferenceEquals函數，對於如下的代碼，能得出正確的結果。

 

int n = 10;

Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, n ) ) );

Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, 10 ) ) );

　　這是因為在此函數中要用到具體類型的兩個判等函數，不過就函數本身而言，該做的判斷都做了，因此不需要去重載添加復雜的操作。

　　為了更好的述說剩下兩個函數，先解釋一下等價的意義。對於等價的意義，就是自反、對稱以及傳遞。

　　所謂自反，即a == a；

　　而對稱，是a == b，則b == a；

　　傳遞是 a == b，b == c，則 a == c；

　　理解等價的意義後，那麼在實現類型的判等函數也要滿足這個等價規則。

　　對於可以重載的兩個判等函數，首先來介紹的是類型的Equals函數，其大致形式如下：

 

public override bool Equals( object right );

　　那麼對於一個類型的Equals要做些什麼操作呢，一般來說大致如下：

 

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;
　}
}

　　如上增加了一個類型檢查，即

 

if( this.GetType() != right.GetType() )

　　這部分，這是由於子類對象可以通過as轉化成基類對象，從而造成不同類型對象可以進行判等操作，違反了等價關系。

　　除此外對於類型的Equals函數來，其實並沒有限制類型非要屬於引用類型，對於值類型也是可以重載此函數，但是我並不推薦，主要是Equals函數的參數類型是不可變的，也就是說通過此方法，值類型要經過裝箱操作，而這是比較影響效率的。

　　而對於值類型來說，我推薦使用最後一種判等函數，即重載運算符==函數，其大致形式如下：

 

public static bool operator == ( KeyData left, KeyData right );

　　對於一個值類型而言，其的大致形式應該如下：

 

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;
　}
}
 

　　由於==操作與!=操作要同步定義，所以在定義==重載函數的時候，也要定義!=重載函數。這也是.Net在判等操作保持一致性。那麼對於最後一個判等函數，這種重載運算符的方法並不適合引用類型。這就是.Net經常現象，去判斷兩個引用類型，不要用==，而要用某個對象的Equals函數。所以在編寫自己類型的時候，要保留這種風格。

　　那麼對於以上介紹的四種判等函數，會產生如下類似的對比表格。

 

  操作結果取決於 適用范圍 建議 Object.ReferenceEquals 兩個參數對象是否屬於同一個引用 引用類型 不要用它來判斷值類型數據 Object.Equals 參數類型自身的判等函數 無限制 考慮裝箱操作對值類型數據產生的影響 類型的Equals 類型重載函數 無限制 考慮裝箱操作對值類型數據產生的影響 類型的==重載 類型重載函數 無限制 不要在引用類型中重載此運算符

 　　那麼在編寫類型判等函數的時候，要注意些什麼呢，給出如下幾點建議。

　　首先，要判斷當前定義的類型是否具有判等的意義；

　　其次，定義類型的判等函數要滿足等價規則；

　　最後一點，值類型最好不要重載定義Equals函數，而引用類型最好不要重載定義==操作符。