差別和認識C#中四個判等函數

.Net有四個判等函數？不少人看到這個标題，會對此感到懷疑。事實上确是如此，.Net提供了ReferenceEquals、靜态Equals，具體類型的Equals以及==操作符這四個判等函數。但是這四個函數之間有細微的關系，改變其中一個函數的實作會影響到其他函數的操作結果。

首先要說的是Object.ReferenceEquals和Object.Equals這兩個靜态函數，對于它們倆來說，是不需要進行重寫的，因為它們已經完成它們所要得做的操作。

對于Object.ReferenceEquals這個靜态函數，函數形勢如下：

public static bool ReferenceEquals( object left, object right );

這個函數就是判斷兩個引用類型對象是否指向同一個位址。有此說明後，就确定了它的使用範圍，即隻能對于引用類型操作。那麼對于任何值類型資料操作，即使是與自身的判别，都會傳回false。這主要因為在調用此函數的時候，值類型資料要進行裝箱操作，也就是對于如下的形式來說。

    int n = 10;

    Object.ReferenceEquals( n, n );

這是因為對于n這個資料裝箱兩次，而每次裝箱後的位址有不同，而造成Object.ReferenceEquals( n, n )的結果永遠為false。

對于第一個判等函數來說，沒有什麼好擴充的，因為本身已經很好地完成了它所要做的。

對于第二個Object.Equals這個靜态函數，其形式如下：

public static bool Equals( object left, object right );

按照書中對它的分析，其大緻函數代碼如下：

    public static void Equals( object left, object right )

    {

        // Check object identity

        if( left == right )

            return true;

        // both null references handled above

        if( ( left == null ) || ( right == null ) )

            return false;

        return left.Equals( right );

    }

可以說，Object.Equals這個函數完成判等操作，需要經過三個步驟，第一步是需要根據對象所屬類型的==操作符的執行結果；第二步是判别是否為null，也是和第一步一樣，需要根據類型的==操作符的執行結果；最後一步要使用到類型的Equals函數的執行結果。也就是說這個靜态函數的傳回結果，要取決于後面要提到的兩個判等函數。類型是否提供相應的判等函數，成為這個函數傳回結果的重要因素。

那麼對于Object.Equals這個靜态方法來說，雖說接受參數的類型也屬于引用類型，但是不同于Object.ReferenceEquals函數，對于如下的代碼，能得出正确的結果。

    int n = 10;

    Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, n ) ) );

    Debug.WriteLine( string.Format( "{0}", Object.Equals( n, 10 ) ) );

這是因為在此函數中要用到具體類型的兩個判等函數，不過就函數本身而言，該做的判斷都做了，是以不需要去重載添加複雜的操作。

為了更好的述說剩下兩個函數，先解釋一下等價的意義。對于等價的意義，就是自反、對稱以及傳遞。

所謂自反，即a == a；

而對稱，是a == b，則b == a；

傳遞是 a == b，b == c，則 a == c；

了解等價的意義後，那麼在實作類型的判等函數也要滿足這個等價規則。

對于可以重載的兩個判等函數，首先來介紹的是類型的Equals函數，其大緻形式如下：

public override bool Equals( object right );

那麼對于一個類型的Equals要做些什麼操作呢，一般來說大緻如下：

    public class KeyData

    {

        private int nData;

        public int Data

        {

            get{ return nData;}

            set{ nData = value; }

        }

        public override bool Equals( object right )

        {

            //Check null

            if( right == null )

                return false;

            //check reference equality

            if( object.ReferenceEquals( this, right ) )

                return true;

            //check type

            if( this.GetType() != right.GetType() )

                return false;

            //convert to current type

            KeyData rightASKeyData = right as KeyData;

            //check members value

            return this.Data == rightASKeyData.Data;

        }

    }

如上增加了一個類型檢查，即

if( this.GetType() != right.GetType() )

這部分，這是由于子類對象可以通過as轉化成基類對象，進而造成不同類型對象可以進行判等操作，違反了等價關系。

除此外對于類型的Equals函數來，其實并沒有限制類型非要屬于引用類型，對于值類型也是可以重載此函數，但是我并不推薦，主要是Equals函數的參數類型是不可變的，也就是說通過此方法，值類型要經過裝箱操作，而這是比較影響效率的。

而對于值類型來說，我推薦使用最後一種判等函數，即重載運算符==函數，其大緻形式如下：

public static bool operator == ( KeyData left,  KeyData right );

對于一個值類型而言，其的大緻形式應該如下：

    public struct KeyData

    {

        private int nData;

        public int Data

        {

            get{ return nData;}

            set{ nData = value; }

        }

        public static bool operator == ( KeyData left,  KeyData right )

        {

            return left.Data == right.Data;

        }

        public static bool operator != ( KeyData left, KeyData right )

        {

            return left.Data != right.Data;

        }

    }

由于==操作與!=操作要同步定義，是以在定義==重載函數的時候，也要定義!=重載函數。這也是.Net在判等操作保持一緻性。那麼對于最後一個判等函數，這種重載運算符的方法并不适合引用類型。這就是.Net經常現象，去判斷兩個引用類型，不要用==，而要用某個對象的Equals函數。是以在編寫自己類型的時候，要保留這種風格。

那麼對于以上介紹的四種判等函數，會産生如下類似的對比表格。

操作結果取決于	适用範圍	建議
Object.ReferenceEquals	兩個參數對象是否屬于同一個引用	引用類型	不要用它來判斷值類型資料
Object.Equals	參數類型自身的判等函數	無限制	考慮裝箱操作對值類型資料産生的影響
類型的Equals	類型重載函數	無限制	考慮裝箱操作對值類型資料産生的影響
類型的==重載	類型重載函數	無限制	不要在引用類型中重載此運算符

那麼在編寫類型判等函數的時候，要注意些什麼呢，給出如下幾點建議。

首先，要判斷目前定義的類型是否具有判等的意義；

其次，定義類型的判等函數要滿足等價規則；

最後一點，值類型最好不要重載定義Equals函數，而引用類型最好不要重載定義==操作符。

對于string這個引用類型是非常特殊一個引用類型。

它有兩點特殊的地方。

第一點對象配置設定的特殊。

例如：

string str1 = "abcd";

string str2 = "abcd";

那麼.net在配置設定string類型的時候，先檢視目前string類型清單是否有相同的，如果有的話，直接傳回其的引用，否則重新配置設定。

第二點對象引用操作的特殊，可以說不同于真正意義上的引用操作。

例如：

string str1 = "abcd";

string str2 = str1;

str2 = "efgh";// str1 is still "abcd" here

當對于一個新的string類型是原有對象引用的時候，這點和一般的引用類型一樣，但是當新的對象發生變化的時候，要重新配置設定一個新的地方，然後修改對象指向。

是以對于string操作的時候，尤其發生變化的時候，會顯得比較慢，因為其牽扯到記憶體位址的變化。

對于資料量比較大的字元操作時候，使用StringBuilder來說效率會提升很高。