08-重写 equals 时请遵守通用约定

重写 equals 方法有许多的重写方式会导致错误，所以要么不重写 equals 方法，要么重写时就要尽力遵守通用约定。

可以不重写equals方法的情况

如果不重写equals方法，那该类的每个实例都只与它自身相等，而有时候这就是我们需要的。

1、类的每个实例本质上都是唯一的
对于代表活动实体（例如 Thread），而不是值（Value）的类来说确实如此，Object提供的equals实现对于这些类来说是正确的行为。

2、不关心类是否提供“逻辑相等”的测试功能
有些类我们只关注它提供的功能，而不是实例之间是否相等。比如java.util.Random类，客户一般用它生成随机数，基本不会检测两个Random生成的随机数是否相同，所以对于这些类重写equals方法并没有意义。

3、父类已经重写equals，从父类继承过来的行为对于子类也是合适的
这些在集合框架中比较常见，比如大多数的Set实现都从AbstractSet继承equals实现，List实现从AbstractList继承equals实现，Map实现从AbstractMap继承equals实现。

4、类是私有的或是包级私有的，可以确定它的equals方法永远不会被调用
这种情况下最好重写equals方法，以防它被意外调用，可以在重写equals方法中抛出异常。

@Override
public boolean equals(Object obj) {
throw new AssertionError();
}

重写equals方法的情景

如果类具有自己特有的“逻辑相等”概念(不同于对象等同概念)，而且父类还没有重写equals以实现期望的行为，这时我们就需要重写equals方法，这通常属于”值类”的情形。

值类仅仅是一个表示值的类，例如Integer和Date，程序猿在利用equals方法来比较值对象的引用时，希望知道它们在逻辑上是否相等。而不是想了解它们是否指向同一个对象。

重写equals方法的通用约定

1、自反性(reflexive)：对于任何非null的引用值x，x.equals(x)必须返回true。

2、对称性(symmetric)：对于任何非null的引用值x和y，当且仅当y.equals(x)返回true时，x.equals(y)必须返回true。

3、传递性(transitive)：对于任何非null的引用值x，y，z，如果x.equals(y)返回true，并且y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)也必须返回true。

4、一致性(consistent)：对于任何非null的引用值x和y，只要equals的比较操作在对象中所用的信息没有被修改，多次调用x.equals(y)就会一致地返回true，或者一致地返回false。

5、对于任何非null的引用值x，x.equals(null)必须返回false。

违反对称性

举例：

public final class CaseInsensitiveString {
private final String s;

public CaseInsensitiveString(String s) {
if (s == null) {
throw new NullPointerException();
        }
this.s = s;
    }

@Override
public boolean equals(Object o) {

if (o instanceof CaseInsensitiveString) {
return s.equalsIgnoreCase(((CaseInsensitiveString) o).s);
        }

if (o instanceof String) {
return s.equalsIgnoreCase((String) o);
        }
return false;
    }
}

测试：

public static void main(String[] args) {
    CaseInsensitiveString cis=new CaseInsensitiveString("Java");
    String str="java";

    System.out.println(cis.equals(str));
    System.out.println(str.equals(cis));    
}

输出：

true
false

当调用 cis.equals(str) 时，使用的是CaseInsensitiveString类的equals方法返回true；但是str.equals(cis)调用的是String类的equals方法返回false；String类是不知道cis是什么鬼，更不知道如何和cis进行比较，肯定返回false ，这就不满足对称性了。

解决这个问题的方法，把企图和String互操作的代码从equals中删掉就可以了。

@Override
public boolean equals(Object o) {
return o instanceof CaseInsensitiveString
            &&((CaseInsensitiveString)o).s.equalsIgnoreCase(s);
}

违反传递性

定义二维整数型Point类：

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)) {
return false;
        }
        Point p = (Point) o;
return p.x == x && p.y == y;
    }
}

之后由于需求，添加颜色信息，对Point类进行扩展：

public class ColorPoint extends Point {
private final Color color;

public ColorPoint(int x, int y, Color color) {
super(x, y);
this.color = color;
    }
}

此时如果对ColorPoint调用equals方法，由于其没有重写equals方法，因此直接调用从父类继承过来的equals方法，在比较过程中将忽略颜色信息，这样做虽然没有违反equals约定，但是不符合“逻辑相等”的期望，因此为ColorPoint提供equals方法：

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof ColorPoint)) {
return false;
    }
return super.equals(o) && ((ColorPoint) o).color == color;
}

测试：

public static void main(String[] args) {
    Point p = new Point(1, 2);
    ColorPoint cp = new ColorPoint(1, 2, Color.RED);

    System.out.println(p.equals(cp));
    System.out.println(cp.equals(p));
}

当p.equals(cp)时，使用的是Point中的equals方法，没有颜色信息因此返回true；当cp.equals(p)时，使用ColorPoint的equals方法，返回false，不满足对称性，可以通过重构equals的方法修复这个问题：

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Point)) {
return false;
    }
// 不带颜色的Point，使用Point的equals方法比较
if (!(o instanceof ColorPoint)) {
return o.equals(this);
    }
return super.equals(o) && ((ColorPoint) o).color == color;
}

上述方法终于保证了对称性，我们可以使用以下测试数据来进行测试：

public static void main(String[] args) {
    ColorPoint p1 = new ColorPoint(1, 2, Color.BLUE);
    Point p2 = new Point(1, 2);
    ColorPoint p3 = new ColorPoint(1, 2, Color.RED);

    System.out.println(p1.equals(p2));
    System.out.println(p2.equals(p3));
    System.out.println(p1.equals(p3));
}

当p1.equals(p2)时返回true；p2.equals(p3)时返回true；p1.equals(p3)时返回false，不满足传递性。

这个问题是面向对象语言中关于等价关系的一个基本问题：无法在扩展可实例化的类的同时，既增加新的值组件，同时又保留equals的约定。

解决这个问题的方法：面向对象编程中，组合优先于继承，现在的ColorPoint类不再继承Point类，而是通过一个引用组合它，重构之后的代码如下：

public class ColorPoint {
private final Point point;
private final Color color;

public ColorPoint(int x, int y, Color color) {
if (color == null) {
throw new NullPointerException();
        }
this.point = new Point(x, y);
this.color = color;
    }

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof ColorPoint)) {
return false;
        }
        ColorPoint cp = (ColorPoint) o;
return cp.point.equals(point) && cp.color.equals(color);
    }
}

java 类库中 java.sql.Timestamp 的 java.util.Date 就违反对称性约定，可以查看文档中的免责声明，这种做法不建议仿效。

非空性测试

很多类使用一个显式的null测试来避免抛出空指针异常：

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (o == null) {
return false;
    }
    //...
return false;
}

其实在equals方法中，最终是将待比较对象转换为当前类的实例，以调用方法或访问属性，这样必须先经过 instanceof ，而如果 instanceof 的第一个参数为null，则不管第二个参数是那种类型都会返回false，这样可以很好地避免空指针异常并且不需要单独地进行null测试。

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof MyType)) {
return false;
    }
    MyType mt = (MyType) o;
}

实现高质量equals方法的诀窍

1、使用==操作符检查参数是否为这个对象的引用。
2、使用 instanceof 操作符检查参数是否为正确的类型。
3、把参数转换成正确的类型。
4、对于要比较类中的每个关键域，检查参数中的域是否与该对象中对应的域相匹配。
5、编写完equals方法后需要测试是否满足对称性、传递性和一致性。

本条目最后的告诫

1、重写equals时总要重写hashCode
2、不要企图让equals方法过于智能
3、不要将equals声明中的Object对象替换为其他的类型，因为替换后只是重载Object.equals(Object o)，而不是重写。

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08-重写 equals 时请遵守通用约定

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