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java 重写equals方法的种种“坑”你踩过多少?

重写java object类的equals方法

  1. 覆盖equals方法请遵守约定
  2. 什么情况下要覆盖equals方法
  3. 容易违反的对称性
  4. 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. 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

什么情况下要覆盖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 - 这个网站可出售。 - 最佳的color 来源和相关信息。);
        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;
    }

}  

作者:「bia!」

原文链接:

文章来源:智云一二三科技

文章标题:java 重写equals方法的种种“坑”你踩过多少?

文章地址:https://www.zhihuclub.com/187021.shtml

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