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《Effective C#》:區別四個判等函數

編輯:關於C#

.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。

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