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Java中如何正確重寫equals方法

 更新時間:2021年10月06日 11:59:05   作者:寧海沒有七號公園  
Object類中equals方法比較的是兩個對象的引用地址,只有對象的引用地址指向同一個地址時,才認為這兩個地址是相等的,否則這兩個對象就不相等

重寫equals方法的正確打開方式

正文開始@Assassin

1. 什么是equals方法?

我們首先得知道,Object類Java中所有類的父類(超類/基類),也就是說,在Java中,所有的類都是默認繼承自Object類的,換言之,Object類中所實現(xiàn)的方法我們都可以直接拿來用。而equals方法便是Object類所實現(xiàn)的眾多方法之一。

以下截圖自Java11 API

Object類的所有方法:

1.1 equals方法:

  • equals:是Object類中的方法,只能判斷引用類型,等下可以帶大伙看看jdk源碼
  • 默認判斷的是地址是否相等(因為引用類型變量底層本質(zhì)就是來存儲對象地址的,有C/C++知識的小伙伴應(yīng)該很了解 ),在子類中往往會重寫該方法,用于判斷對象的內(nèi)容是否相等。比如等下會簡單了解到的IntegerString(在IDEA里看源碼實現(xiàn) )

2. 為什么要重寫equals方法?

我們有Object類實現(xiàn)的equals方法能用不就行了?為啥還得重寫equals方法呢?這就要看看Object類equals方法實現(xiàn)機制了。

我們可以清楚地看到,Object類equals方法底層是用 == 來實現(xiàn)的,也就是說它的用法跟我們平常用來比較基本數(shù)據(jù)類型的 == 用法一致。我們首先來看一下 == 的語法:

  • == 只能用來比較基本數(shù)據(jù)類型是否相等,也就是單純的值比較;
  • == 在比較浮點數(shù)的時候也可能存在失效的情況,這是因為浮點數(shù)的存儲機制跟整型家族不一樣,浮點數(shù)本身就不能表示一個精確的值(具體原因可自行查看IEEE 754規(guī)則,這里不再展開)

所以我們在單純的進行基本數(shù)據(jù)類型的值比較時可以用 == ,而比較引用數(shù)據(jù)類型就不能這么做,前面有提到,引用數(shù)據(jù)類型本質(zhì)上是來引用/存儲對象的地址的,所有你完全可以把它當做C/C++的指針來看待(這里杠一句說Java沒有指針的,個人覺得只是叫法不同罷了
注: 不要把Java引用跟C++引用搞混了,C++引用其實是指針常量,即int* const,這也是C++的引用只能作為一個變量的別名的原因。

2.1 舉個例子吧~

比較兩個int時可以直接用 == ,當它們相等時結(jié)果為true,而當new了兩個屬性完全一樣的對象時,再用 == 來進行比較就會出現(xiàn)錯誤,如我們所見,明明我們應(yīng)該想要得到true的,結(jié)果卻是false
源碼:

運行結(jié)果:

到這里,我們應(yīng)該大致清楚為啥要在比較對象時重寫equals方法了,因為Object類提供給我們的不好使~~

3. 分析equals源碼:

在進行重寫之前,我們依舊來看看Java API中的定義:
public boolean equals​(Object obj)
作用:指示某個其他對象是否“等于”此對象。

equals方法在非null對象引用上實現(xiàn)等價關(guān)系:

  • 自反性 :對于任何非空的參考值x , x.equals(x)應(yīng)該返回true 。
  • 對稱性 :對于任何非空引用值xy , x.equals(y)應(yīng)該返回true當且僅當y.equals(x)回報true 。
  • 傳遞性 :對于任何非空引用值x , yz ,如果x.equals(y)回報truey.equals(z)回報true ,然后x.equals(z)應(yīng)該返回true 。
  • 一致性 :對于任何非空引用值xy ,多次調(diào)用x.equals(y)始終返回true或始終返回false ,前提是未修改對象上的equals比較中使用的信息。
  • 對于任何非空的參考值x , x.equals(null)應(yīng)該返回false

類Object的equals方法實現(xiàn)了對象上最具區(qū)別的可能等價關(guān)系; 也就是說,對于任何非空引用值x和y ,當且僅當x和y引用同一對象( x == y具有值true )時,此方法返回true 。

注意:通常需要在重寫此方法時覆蓋hashCode方法,以便維護hashCode方法的常規(guī)協(xié)定,該方法聲明相等對象必須具有相等的哈希代碼。

接下來看看String類中重寫的equals方法和Integer類中重寫的equals方法:

//String類equals源代碼:
public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

簡單解讀一下就是當對比的是同一個對象時,直接返回true,提高效率。當傳進來的對象是當前類的實例時,進入進一步的判斷,一個for循環(huán)依次遍歷字符串每一個字符,只要有一個字符不同就返回false。

繼續(xù)來看看Integer類的equals源代碼:

//Integer類的equals源代碼:
 public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Integer) {
            return value == ((Integer)obj).intValue();
        }
        return false;
    }

Integer類equals源碼簡單許多,只要傳入的對象是當前類的實例,就進行進一步的判斷:當它們的值相等時,就返回true,不相等就返回false。

這里還是來實際演示一下⑧,就以Integer類為例:

很明顯,我們知道Integer類重寫了equals方法且是引用類型。當直接用 == 來比較引用類型變量時,結(jié)果是false,而用equals判斷結(jié)果為true。這便很好地說明了重寫equals方法的必要性。String類大伙自己驗證一哈⑧。

4. 正確重寫equals方法:

(先說結(jié)論,getClass()instanceof更安全)

到這里,我們基本把equals方法的各種源碼都分析了一遍,接下來就是我們自己要來實現(xiàn)equals方法了。

這里提供兩個比較常見的equals重寫方法:

  • instanceof實現(xiàn)重寫equals方法
  • getClass實現(xiàn)重寫equals方法

假設(shè)有此場景:

在已經(jīng)創(chuàng)建好的長方形類中重寫Object類中的equals方法為當長方形的長和寬相等時,返回TRUE,同時重寫hashCode方法,重寫toString方法為顯示長方形的長寬信息。并測試類。

package com.test10_04;

import java.util.Objects;

class Rectangle {
    private double length;
    private double wide;

    public Rectangle() {
        //空實現(xiàn)
    }
    public Rectangle(double length, double wide) {
        setLength(length);
        setWide(wide);
    }

    public double getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {
        assert length > 0.0 : "您的輸入有誤,長方形的長不能小于0";
        this.length = length;
    }

    public double getWide() {
        return wide;
    }

    public void setWide(double wide) {
        assert wide > 0.0 : "您的輸入有誤,長方形的寬不能小于0";
        this.wide = wide;
    }

    public double area() {
        return this.length * this.wide;

    }
    public double circumference() {
        return 2 * (this.wide + this.length);
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) { //判斷一下如果是同一個對象直接返回true,提高效率
            return true;
        }
        if (obj == null || obj.getClass() != this.getClass()) { //如果傳進來的對象為null或者二者為不同類,直接返回false
            return false;
        }
        //也可以以下方法:
//        if (obj == null || !(obj instanceof Rectangle)) { //如果傳進來的對象為null或者二者為不同類,直接返回false
//            return false;
//        }
        Rectangle rectangle = (Rectangle) obj; //向下轉(zhuǎn)型
        //比較長寬是否相等,注意:浮點數(shù)的比較不能簡單地用==,會有精度的誤差,用Math.abs或者Double.compare
        return Double.compare(rectangle.length, length) == 0 && Double.compare(rectangle.wide, wide) == 0;
    }

    public int hashCode() { //重寫equals的同時也要重寫hashCode,因為同一對象的hashCode永遠相等
        return Objects.hash(length, wide); //調(diào)用Objects類,這是Object類的子類
    }

    public String toString() {
        return "Rectangle{" + "length=" + length + ", wide=" + wide + '}';
    }
}

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {

        Rectangle rectangle1 = new Rectangle(3.0, 2.0);
        Rectangle rectangle2 = new Rectangle(3.0, 2.0);
        
        System.out.println(rectangle1.equals(rectangle2));
        System.out.println("rectangle1哈希碼:" + rectangle1.hashCode() +
                "\nrectangle2哈希碼:" + rectangle2.hashCode());
        System.out.println("toString打印信息:" + rectangle1.toString());
    }
}

具體實現(xiàn)思路在代碼中講的很清楚了,我們這里重點分析一下getClassinstanceof兩種實現(xiàn)方法的優(yōu)缺點:

將代碼邏輯簡化一下:
我們就重點看這段簡單的代碼

//getClass()版本
public class Student {
	private String name;
	
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
	@Override
	public boolean equals(Object object){
		if (object == this)
			return true;
		// 使用getClass()判斷對象是否屬于該類
		if (object == null || object.getClass() != getClass())
			return false;
		Student student = (Student)object;
		return name != null && name.equals(student.name);
}

//instanceof版本
public class Student {
	private String name;
	
    public void setName(String name) {
       this.name = name;
   }
	@Override
	public boolean equals(Object object){
		if (object == this)
			return true;
		// 通過instanceof來判斷對象是否屬于類
		if (object == null || !(object instanceof Student))
			return false;
		Student student = (Student)object;
		return name!=null && name.equals(student.name);
	}
}

事實上兩種方案都是有效的,區(qū)別就是getClass()限制了對象只能是同一個類,而instanceof卻允許對象是同一個類或其子類,這樣equals方法就變成了父類與子類也可進行equals操作了,這時候如果子類重定義了equals方法,那么就可能變成父類對象equlas子類對象為true,但是子類對象equlas父類對象就為false了,如下所示:

class GoodStudent extends Student {

    @Override
    public boolean equals(Object object) {
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        GoodStudent son = new GoodStudent();
        Student father = new Student();

        son.setName("test");
        father.setName("test");

		// 當使用instance of時
        System.out.println(son.equals(father)); // 這里為false
        System.out.println(father.equals(son)); // 這里為true

		// 當使用getClass()時
        System.out.println(son.equals(father)); // 這里為false
        System.out.println(father.equals(son)); // 這里為false	
    }
}

注意看這里用的是getClass()

返回值兩個都是false,符合我們的預(yù)期,(連類都不一樣那肯定得為false啊)

而換成instanceof試試看咯:

運行結(jié)果:一個為true一個為false,很明顯出現(xiàn)問題了。

這里的原因如下:
instanceof的語法是這樣的:
當一個對象為一個類的實例時,結(jié)果才為true。但它還有一個特點就是,如果當這個對象時其子類的實例時,結(jié)果也會為true。這便導(dǎo)致了上述的bug。也就是說當比較的兩個對象,他們的類是父子關(guān)系時,instanceof可能會出現(xiàn)問題。**需要深究的小伙伴可以自己去了解一哈,所以在這里建議在實現(xiàn)重寫equals方法時,盡量使用getClass來實現(xiàn)。

在重寫equals方法的同時需要重寫hashCode方法,具體原因可能后續(xù)會講到~~

到此這篇關(guān)于Java中如何正確重寫equals方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 重寫 equals方法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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