[改編]深入equals方法,討論instanceof的使用!
equals方法的重要性毋須多言,只要你想比較的兩個對象不僅僅局限在只是同一對象(即它們的引用相同),你就應(yīng)該實現(xiàn)equals方法,讓對象用你認為相等的條件來進行比較。
下面的內(nèi)容只是API的規(guī)范,沒有什么太高深的意義,但我之所以最先把它列在這兒,是因為這些規(guī)范在事實中并不是真正能保證得到實現(xiàn)。
1。自反性:對于任何引用類型, o.equals(o) == true成立。
2。對稱性:如果 o.equals(o1) == true 成立,那么o1.equals(o)==true也一定要成立。
3。傳遞性:如果 o.equals(o1) == true 成立且 o1.equals(o2) == true 成立,那么o.equals(o2) == true 也成立。
4。一致性:如果第一次調(diào)用o.equals(o1) == true成立再o和o1沒有改變的情況下以后的任何次調(diào)用都成立。
5。o.equals(null) == true 任何時間都不成立。
以上幾條規(guī)則并不是最完整的表述,詳細的請參見API文檔。
但是在hashCode()函數(shù)的協(xié)定中,要求“如果根據(jù) equals(Object) 方法,兩個對象是相等的,那么對這兩個對象中的每個對象調(diào)用 hashCode 方法都必須生成相同的整數(shù)結(jié)果。”,因此我個人認為equals方法還應(yīng)該加上這第6條規(guī)定:
6。如果 o.equals(o1) == true 成立,那么必須有o.hashCode==o1.hashCode()。
對于Object類,它提供了一個最最嚴密的實現(xiàn),那就是只有是同一對象是,equals方法才返回true,也就是人們常說的引用比較而不是值比較。這個實現(xiàn)嚴密得已經(jīng)沒有什么實際的意義,所以在具體子類(相對于Object來說)中,如果我們要進行對象的值比較,就必須實現(xiàn)自己的equals方法。
先來看一下以下這段引自于JDK中的程序:
(說明:attribute在FieldPosition中有這樣的定義:private Format.Field attribute;)
public boolean equals(Object obj)
{
if (obj == null) return false;
if (!(obj instanceof FieldPosition))
return false;
FieldPosition other = (FieldPosition) obj;
if (attribute == null) {
if (other.attribute != null) {
return false;
}
}
else if (!attribute.equals(other.attribute)) {
return false;
}
return (beginIndex == other.beginIndex
&& endIndex == other.endIndex
&& field == other.field);
}
這是JDK中java.text.FieldPosition的標準實現(xiàn),似乎沒有什么可說的. 我相信大多數(shù)或絕大多數(shù)程序員認為,這是正確的合法的equals實現(xiàn).畢竟它是JDK的API實現(xiàn)啊. 還是讓我們以事實來說話吧:
package debug;
import java.text.*;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
FieldPosition fp = new FieldPosition(10);
FieldPosition fp1 = new MyTest(10);
System.out.println(fp.equals(fp1));
System.out.println(fp1.equals(fp));
}
}
class MyTest extends FieldPosition{
int x = 10;
public MyTest(int x){
super(x);
this.x = x;
}
public boolean equals(Object o){
if(o==null) return false;
if(!(o instanceof MyTest )) return false;
return ((MyTest)o).x == this.x;
}
}
運行一下看看會打印出什么:
System.out.println(fp.equals(fp1));打印true
System.out.println(fp1.equals(fp));打印flase
兩個對象,出現(xiàn)了不對稱的equals算法.問題出在哪里(腦筋急轉(zhuǎn)彎:當然出在JDK實現(xiàn)的固有BUG,看來JDK中的東西未必就完全都是最最最正確的,我們要敢于懷疑它!)?
我相信有太多的程序員在實現(xiàn)equals方法時都用過instanceof運行符來進行短路優(yōu)化的,實事求是地說很長一段時間我也這么用過。太多的教程,文檔都給了我們這樣的誤導(dǎo)。而有些稍有了解的程序員可能知道這樣的優(yōu)化可能有些不對但找不出問題的關(guān)鍵。另外一種極端是知道這個技術(shù)缺陷的骨灰級專家就提議不要這樣應(yīng)用。
我們知道,"通常"要對兩個對象進行比較,那么它們"應(yīng)該"是同一類型。所以首先利用nstanceof運行符進行短路優(yōu)化(“短路”《Short-circuiting》,而短路的最大好處就是能夠優(yōu)化性能。所謂的短路就是當?shù)谝粋€被運算的表達式的結(jié)果已經(jīng)能夠決定運算的最終結(jié)果時,就不會再去計算其他的表達式,因此可以避免掉額外且不必要的運算操作,尤其是當所略過的是復(fù)雜或含有過程調(diào)用的表達式時,短路的性能提升幅度更為明顯。比如我們在if中同時用&&判斷多個條件的時候,遇到第一個false的時候就不會再計算后面的表達式是否為true了),如果被比較的對象不和當前對象是同一類型則不用比較返回false,但事實上,"子類是父類的一個實例",所以如果 子類 instanceof 父類,始終返回true,這時肯定不會發(fā)生短路優(yōu)化,下面的比較有可能出現(xiàn)多種情況,一種是父類不能造型成子類而拋出異常(比如子類.equals(父類)后,在equals內(nèi)部會進行試圖將父類向下造型成子類的操作),另一種是父類的private 成員沒有被子類繼承而不能進行比較,還有就是形成上面這種不對稱比較。可能會出現(xiàn)太多的情況。
那么,是不是就不能用 instanceof運行符來進行優(yōu)化?答案是否定的,JDK中仍然有很多實現(xiàn)是正確的,如果一個class是final的,明知它不可能有子類,為什么不用instanceof來優(yōu)化呢?(可見對于不涉及子類的問題時,用instanceof進行短路優(yōu)化還是很可行的)
為了維護SUN的開發(fā)小組的聲譽,我不說明哪個類中,但有一個小組成員在用這個方法優(yōu)化時在后加加上了加上了這樣的注釋:
if (this == obj) // quick check(也就是短路優(yōu)化)
return true;
if (!(obj instanceof XXXXClass)) // (1) same object?
return false; 可能是有些疑問,但不知道如何做(不知道為什么沒有打電話給我......)
那么對于非final類,如何進行類型的quick check呢?
if(obj.getClass() != XXXClass.class) return false;
用被比較對象的class對象和當前對象的class比較,看起來是沒有問題,但是,如果這個類的子類沒有重新實現(xiàn)equals方法,那么當子類.equals(子類)比較時,也就是要使用“if(obj.getClass() != XXXClass.class) return false;”來進行比較了,顯然obj.getClass()《這個是字類》 肯定不等于XXXCalss.class《這個是父類》,從這里就直接返回得到false的結(jié)果了,因此子類中定義的equals實際上根本沒發(fā)揮出應(yīng)有的效力來,所以if(obj.getClass() != this.getClass()) return false;才是正確的比較。 呵呵,看到了沒?我們首先否定了instanceof,接下來又否定了“obj.getClass() != XXXClass.class”這種錯誤的比較做法,最后才給出了正確的比較方法。
另外一個quick check是if(this==obj) return true;而且這個短路優(yōu)化應(yīng)該放在“obj.getClass() != XXXClass.class”優(yōu)化的前面。
是否equals方法一定比較的兩個對象就一定是要同一類型?上面我用了"通常",這也是絕大多數(shù)程序員的愿望,但是有些特殊的情況,我們可以進行不同類型的比較,這并不違反規(guī)范。但這種特殊情況是非常罕見的,一個不恰當?shù)睦邮牵琁nteger類的equals可以和Sort做比較,比較它們的value是不是同一數(shù)學(xué)值。(事實上JDK的API中并沒有這樣做,所以我才說是不恰當?shù)睦樱T谕瓿蓂uick check以后,我們就要真正實現(xiàn)你認為的“相等”。對于如果實現(xiàn)對象相等,沒有太高的要求,比如你自己實現(xiàn)的“人”類,你可以認為只要name相同即認為它們是相等的,其它的sex,ago都可以不考慮。這是不完全實現(xiàn),但是如果是完全實現(xiàn),即要求所有的屬性都是相同的,那么如何實現(xiàn)equals方法?
class Human{
private String name;
private int ago;
private String sex;
....................
public boolean equals(Object obj){
quick check.......
Human other = (Human)ojb;
return this.name.equals(other.name)
&& this.ago == ohter.ago
&& this.sex.equals(other.sex);
}
}
這是一個完全實現(xiàn),但是,有時equals實現(xiàn)是在父類中實現(xiàn)的,而且要求被子類繼承后,父類的equals能正確的工作,這時父類中的equals并不事實知道子類到底擴展了哪些屬性,所以用上面的方法無法使equals得到完全實現(xiàn)。
一個好的方法是利用反射來對equals進行完全實現(xiàn): 給出一個完整的在父類中定義的equals方法(只是比較字段)的實現(xiàn):
public boolean equals(Object obj){
if(obj == this)
return true;
if(obj.getClass() != this.getClass())
return false;
Class c = this.getClass();
Filed[] fds = c.getDeclaredFields();
for(Filed f:fds){
if(!f.get(this).equals(f.get(obj)))
return false;
}
return true;
}
為了說明的方便,上明的實現(xiàn)省略了異常,這樣的實現(xiàn)放在父類中,可以保證你的子類的equals可以按你的愿望正確地工作。當然這里只是考慮了基于字段相等的比較,如何還涉及到基于方法等其他方面的相等比較,則應(yīng)該擴展上面的代碼,反射出更多的東西(比如方法)來加以比較判斷。
關(guān)于equals方法的最后一點是:如果你要是自己重寫(正確說應(yīng)該是履蓋)了equals方法,那同時就一定要重寫hashCode(),否則.............
我們還是看一下這個例子:
public final class PhoneNumber {
private final int areaCode;
private final int exchange;
private final int extension;
public PhoneNumber(int areaCode, int exchange, int extension) {
rangeCheck(areaCode, 999, "area code");
rangeCheck(exchange, 99999999, "exchange");
rangeCheck(extension, 9999, "extension");
this.areaCode = areaCode;
this.exchange = exchange;
this.extension = extension;
}
private static void rangeCheck(int arg, int max, String name) {
if(arg < 0 || arg > max)
throw new IllegalArgumentException(name + ": " + arg);
}
public boolean equals(Object o) {
if(o == this)
return true;
if(!(o instanceof PhoneNumber))
return false;
PhoneNumber pn = (PhoneNumber)o;
return pn.extension == extension && pn.exchange == exchange && pn.areaCode == areaCode;
}
}
注意這個類是final的,所以這個equals實現(xiàn)沒有什么問題。
我們來測試一下:
public static void main(String[] args) {
Map hm = new HashMap();
PhoneNumber pn = new PhoneNumber(123, 38942, 230);
hm.put(pn, "I love you");
PhoneNumber pn1 = new PhoneNumber(123, 38942, 230);
System.out.println(pn);
System.out.println("pn.equals(pn1) is " + pn.equals(pn1));
System.out.println(hm.get(pn1));
System.out.println(hm.get(pn));
}
既然pn.equals(pn1),那么我put(pn,"I love you");后,get(pn1)這什么是null呢?
答案是因為pn和pn1的hashCode不一樣,而hashMap就是以hashCode為主鍵的。
所以根據(jù)規(guī)范要求(在文章最開始部分提到的標準equals方法需要滿足的6條性質(zhì)),如果兩個對象進行equals比較時如果返回true,那么它們的hashcode要求返回相等的值。
此外,在寫hashCode函數(shù)時,需要注意:
隨便你怎么寫,只要保證A.equals(B)一定可以推出A.hashCode()==B.hashCode()就行;當然,應(yīng)該盡量使得A.equals(B)==false的時候,使得A.hashCode()盡量不等于B.hashCode(),絕對不會相等是不可能的,但是要盡量降低概率。
比如:
public int hashCode() {
int result;
result = getName().hashCode();
result = 29 * result + getBirthday().hashCode();
return result;
}
其時就是需要你根據(jù)自己的類給出特有的一種算法,能夠滿足通過該算法得到的這個整數(shù)值(也就是hashCode)能夠區(qū)別該類的各個實例。
posted on 2007-12-20 23:19 so true 閱讀(1234) 評論(0) 編輯 收藏 所屬分類: Java