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浅谈java重写equals方法的种种坑

重写java object类的equals方法

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  • 覆盖equals方法请遵守约定
  • 什么情况下要覆盖equals方法
  • 容易违反的对称性
  • 不易察觉的传递性

覆盖equals请遵守通用约定

似乎覆盖equals方法看起来似乎是一件平常甚至极其简单的事情，
但是有许多覆盖方式会导致错误，并且会表现出超出预期的行为，
而有可能数小时也无法找到错误的位置。（比如说把参数改成了非Object类型）

1. 类的每一个实例在本质上都是唯一的

 （ 从内存的角度来讲是这样的），对于代表活动而不是值(value)的类来说更是如此，
 例如Thread。
 Object提供equals的实现对于这些类来说是正确的行为

2. 类没有必要提供“逻辑相等”的测试功能

3.超类已经覆盖了equals方法，超类的行为对于子类来说同样也是合适的

4.类是私有的或者是包级私有的，可以确定它的equals方法永远不会被外界调用

如果非常想规避风险，可以覆盖equals方法，
来确保来自Object或者超类的方法永远不会被意外调用。

那么什么时候应该覆盖equals方法

如果类具有自己特有的“逻辑相等”概念（不同于对象等同的概念）
而且超类没有覆盖equals方法。这通常属于"值类"(value class)的情形

 例如 一个圆 Circle类，内有一个私有的成员变量radius半径
可以认为，radius相等代表了两个实例在逻辑上相等（或许可以再加上坐标）

 再看String类，程序员在利用equals方法比较值对象的引用时，
更希望知道它们逻辑上是否相等，而不希望知道它们到底是不是同一个对象

为满足要求，不仅必须覆盖equals方法，
而且这样做也使得这个类的实例
可以被用作映射表 (map) 的键 (key) ，或者集合set的元素，
使其表现出符合预期的行为

注意：有一种“值类”不需要覆盖equals方法
即实例受控，甚至于单例模式，
确保每个实例的“值”至多只存在一个对象，甚至仅能存在一个实例
（好像太严格了，不过只能存在一个对象有什么可比的呢，就像客户端只能有一个连接服务器的socket类实例一样）

覆盖equals时请遵守通用约定

自反性，对称性以及传递性是最基础的约定

x.equals(x) = x.equals(x) (好像很傻)
x.equals(y) = y.equals(x）(这也是最容易出现问题的地方）
x.equals(y) = y.equals(z) 那么x.equals(z) == true

一致性：

对于任何非null引用值x和y,只要equals方法的比较操作在对象中引用的信息没有被修该，多次调用x.equals(y)返回的结果一致

对于任何非null的引用值x,x.equals(null)必须返回false
下面是一个不区分大小写字符串类的定义（注意 是反例！！违反了对称性）

public class CaseInsensitiveString {

 private final String s;//存有不可变字符串s

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

 @Override //重写equals方法，请注意参数为Object
 public boolean equals(Object o) {
  if (o instanceof CaseInsensitiveString)//判断传入的是同类型的参数
  {
   return s.equalsIgnoreCase(((CaseInsensitiveString) o).s);
  }
  if (o instanceof String) {
   return s.equalsIgnoreCase(((String) o));
  }
  return false;
 }
}

注意：equals方法中的参数Object o ,一定不要定义成其他类型！！

在绝大多数情况都要加上一句instanceof 来给o 赋予类型！！！

这个类的equals方法看起来设计的很有想法，不仅和自身比较，也希望和String类型进行比较。

 //也确实看起来实现了功能
 public static void main(String[] args)
 {
  //不区分大小写的字符串Point
  CaseInsensitiveString cis = new CaseInsensitiveString("Point");
  String s = "point";
  System.out.printf(cis.equals(s)+"");//true
  
 }

但是 s.equals(cis)却返回了false

 //s.equals(cis)却返回了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
 }

虽然CaseInsensitiveString类中的equals方法知道普通的字符串对象
但是String类中的equals方法并不知道不区分大小写的字符串，
导致了超出预期的错误
显然违反了对称性。

一旦违反了equals约定，当其他对象面对你的对象是，你完全不知道这些对象的行为会怎样

为了解决这个问题，只需要把企图和String互相操作的代码删除就可以了

public class CaseInsensitiveString {

 private final String s;//存有不可变字符串s

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

 @Override //重写equals方法，请注意参数为Object
 public boolean equals(Object o) {
  if (o instanceof CaseInsensitiveString)//判断传入的是同类型的参数
  {
   return s.equalsIgnoreCase(((CaseInsensitiveString) o).s);
  }
  /*删除掉的与String互操作的代码*/
  return false;
 }

}

考虑这样一种情况

有一个坐标类，内有成员变量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;
 }
}

好像简单到不能再简单的定义
那么扩展（继承）一下，为这个点添加颜色信息

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

现在考虑一下

equals方法是什么样的呢？
如果子类ColoePoint完全不提供equals方法，而是直接使用父类的equals方法
在equals做比较的时候颜色信息就被忽略掉了。
虽然这么做不会违反equals约定
但显然是无法接受的。

那么就重写一个equals方法。只有当坐标点x,y相同且颜色也相同时
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);//使用父类的equals方法
  }
  return false;
 }
}

这个方法的问题在于，比较普通点（没有颜色的Point实例）和
有色点（ColorPoint实例）比较，以及相反的情况时可能会得到不同的结果
前一种忽略的颜色信息，而后一种总时返回false（因为参数类型不正确）

 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

 }

可以尝试以ColorPoint.equals在进行“混合颜色比较时”忽略颜色信息
但这样做确实提供了对称性，但却牺牲了传递性。
那该怎么解决？？？

事实上，这是面向对象语言中关于等价关系的一个基本问题。
我们无法在扩展可实例化的类的同时，既增加新的组件，同时又保留equals约定
虽然没有一种令人满意的办法既可以扩展可实例化的类，又增加组件，但还有一种不错的方法。复合优先于继承

我们不再让ColorPoint继承Point,
而是在ColorPoint类中添加一个私有的Point域
以及一个公有的视图（view）方法
此（view）方法返回一个与该色点处在相同位置的普通Point对象。

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);//调用Point以及Color类的equals方法
  }
  //那么有色点与无色点会被判断为不相同而返回false
  return false;
 }
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持创新互联。


本文名称：浅谈java重写equals方法的种种坑
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