C#值類型、引用類型中的Equals和==的區(qū)別淺析
引言
最近一個(gè)朋友正在找工作，他說在筆試題中遇到Equals和==有什么區(qū)別的題，當(dāng)時(shí)跟他說如果是值類型的，它們沒有區(qū)別，如果是引用類型的有區(qū)別，但string類型除外。為了證實(shí)自己的說法，也研究了一下，以免誤導(dǎo)別人，這里將研究結(jié)果總結(jié)一下，如果我有什么地方說的不對(duì)的地方，望指出。
相等性
在定義類或結(jié)構(gòu)時(shí)，您將決定為類型創(chuàng)建值相等性（或等效性）的自定義定義是否有意義。 通常，當(dāng)類型的對(duì)象預(yù)期要添加到某類集合時(shí)，或者當(dāng)這些對(duì)象主要用于存儲(chǔ)一組字段或?qū)傩詴r(shí)，您將實(shí)現(xiàn)值相等性。 您可以基于類型中所有字段和屬性的比較來定義值相等性，也可以基于子集進(jìn)行定義。 但在任何一種情況下，類和結(jié)構(gòu)中的實(shí)現(xiàn)均應(yīng)遵循五個(gè)等效性保證條件：
1.x.Equals(x) 返回 true. 。這稱為自反屬性。
2.x.Equals(y) 返回與 Equals(x) 相同的值。 這稱為對(duì)稱屬性。
3.如果 (x.Equals(y) && y.Equals(z)) 返回 true，則 x.Equals(z) 返回 true。 這稱為可傳遞屬性。
4.只要不修改 x 和 y 所引用的對(duì)象，x.Equals(y) 的后續(xù)調(diào)用就返回相同的值。
5.x.Equals(null) 返回 false。 但是，null.Equals(null) 會(huì)引發(fā)異常；它不遵循上面的第二條規(guī)則。
您定義的任何結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有它從 Object.Equals(Object) 方法的 System.ValueType 重寫中繼承的默認(rèn)值相等性實(shí)現(xiàn)。 此實(shí)現(xiàn)使用反射來檢查類型中的所有公共和非公共字段以及屬性。 盡管此實(shí)現(xiàn)可生成正確的結(jié)果，但與您專門為類型編寫的自定義實(shí)現(xiàn)相比，它的速度相對(duì)較慢。
類和結(jié)構(gòu)的值相等性的實(shí)現(xiàn)詳細(xì)信息不同。 但是，類和結(jié)構(gòu)都需要相同的基礎(chǔ)步驟來實(shí)現(xiàn)相等性：
重寫 Object.Equals(Object)虛方法。 大多數(shù)情況下，您的 bool Equals( object obj ) 實(shí)現(xiàn)應(yīng)只調(diào)入作為 System.IEquatable<T> 接口的實(shí)現(xiàn)的類型特定 Equals 方法。 （請(qǐng)參見步驟 2。）
通過提供類型特定的 Equals 方法實(shí)現(xiàn) System.IEquatable<T> 接口。 實(shí)際的等效性比較將在此接口中執(zhí)行。 例如，您可能決定通過僅比較類型中的一兩個(gè)字段來定義相等性。 不要從 Equals 中引發(fā)異常。 僅適用于類：此方法應(yīng)僅檢查類中聲明的字段。 它應(yīng)調(diào)用 base.Equals 來檢查基類中的字段。 （如果類型直接從 Object 中繼承，則不要這樣做，因?yàn)?Object.Equals(Object) 的 Object 實(shí)現(xiàn)會(huì)執(zhí)行引用相等性檢查。）
可選，但建議這樣做：重載 == 和 != 運(yùn)算符。
重寫 Object.GetHashCode，使具有值相等性的兩個(gè)對(duì)象生成相同的哈希代碼。
可選：若要支持“大于”或“小于”定義，請(qǐng)為類型實(shí)現(xiàn) IComparable<T> 接口，并同時(shí)重載 <= 和 >= 運(yùn)算符。
——MSDN(http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd183755.aspx)這里將msdn的說法貼在此處，方便查看。
值類型
這里就以int類型的為代表進(jìn)行分析，在分析之前先復(fù)習(xí)一下什么是重載？重載：簡單的說就是一個(gè)類中的方法與另一個(gè)方法同名，但是參數(shù)列表個(gè)數(shù)或者類型或者返回值類型不同，則這兩個(gè)方法構(gòu)成重載。那么重載方法的調(diào)用規(guī)則是什么？那么先看下面的一段測試代碼：
namespace Wolfy.EqualsDemo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int a =1, b = 1;
Console.WriteLine(Add(a,b));
Console.Read();
}
static int Add(object a, object b)
{
Console.WriteLine("調(diào)用了object類型參數(shù)列表的方法：");
return (int)a + (int)b;
}
static int Add(int a, float b)
{
Console.WriteLine("調(diào)用了int,float類型參數(shù)列表的方法：");
return a + (int)b;
}
static int Add(int a, int b)
{
Console.WriteLine("調(diào)用了int類型參數(shù)列表的方法：");
return a + b;
}
}
}
測試結(jié)果：
說明根據(jù)傳入實(shí)參的類型，優(yōu)先匹配最相近的形參列表的方法。
那么我們將Add(int a ,int b)這個(gè)方法注釋掉，那么會(huì)調(diào)用哪個(gè)方法？
為什么花費(fèi)那么多口舌說明上面的問題，那么現(xiàn)在看一下Int32反編譯的代碼：
Int32有一個(gè)自己的Equals方法，有一個(gè)重寫的Equals方法，如果兩個(gè)int類型的值進(jìn)行比較，Equals和==是一樣的，因?yàn)樗鼉?yōu)先調(diào)用了下面的Equals方法，如果是下面的代碼，則會(huì)選擇重寫的Equals方法。
static void Main(string[] args)
{
int a = 1;
object b = 1;
Console.WriteLine(a.Equals(b));
Console.Read();
}
可見，對(duì)于值類型的Equals和==是一樣的。
引用類型
在類（引用類型）上，兩種 Object.Equals(Object) 方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)均執(zhí)行引用相等性比較，而不是值相等性檢查。 當(dāng)實(shí)施者重寫虛方法時(shí)，目的是為了為其指定值相等性語義。
即使類不重載 == 和 != 運(yùn)算符，也可以將這些運(yùn)算符與類一起使用。 但是，默認(rèn)行為是執(zhí)行引用相等性檢查。 在類中，如果您重載 Equals 方法，則應(yīng)重載 == 和 != 運(yùn)算符，但這并不是必需的。
——MSDN
測試代碼：
static void Main(string[] args)
{
Person p1 = new Person() { Name = "wolfy" };
Person p2 = new Person() { Name = "wolfy" };
Person p3 = p2;
bool r1 = p1 == p2;
bool r2 = p1.Equals(p2);
bool r3 = p2 == p3;
bool r4 = p2.Equals(p3);
bool r5 = object.ReferenceEquals(p1, p2);
bool r6 = object.Equals(p1,p2);
bool r7 = object.ReferenceEquals(p2, p3);
Console.WriteLine("==\t"+r1);
Console.WriteLine("Equals\t"+r2);
Console.WriteLine("p3=p2\t"+r3);
Console.WriteLine("p2.Equals(p3)\t"+r4);
Console.WriteLine("object.ReferenceEquals\t" + r5);
Console.WriteLine("object.Equals(p1,p2)\t" + r6);
Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(p2, p3)\t" + r7);
Console.Read();
}
結(jié)果：
順便反編譯一下Equals和ReferenceEquals方法，看看他們的實(shí)現(xiàn)如何？
// object
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool Equals(object objA, object objB)
{
return objA == objB || (objA != null && objB != null && objA.Equals(objB));
}
// object
[__DynamicallyInvokable, ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.Success), TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool ReferenceEquals(object objA, object objB)
{
return objA == objB;
}
通過上面的代碼，我們可以得出這樣的結(jié)論，引用類型中Equals和ReferenceEquals的行為是相同的，==與ReferenceEquals的行為也相同，但string除外。
對(duì)特殊應(yīng)用類型string的相等性，遵循值類型的相等性。string類型的反編譯后的Equals方法和==代碼如下：
public override bool Equals(object obj)
{
if (this == null)
{
throw new NullReferenceException();
}
string text = obj as string;
return text != null && (object.ReferenceEquals(this, obj) || (this.Length == text.Length && string.EqualsHelper(this, text)));
}
[__DynamicallyInvokable, ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail), TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public bool Equals(string value)
{
if (this == null)
{
throw new NullReferenceException();
}
return value != null && (object.ReferenceEquals(this, value) || (this.Length == value.Length && string.EqualsHelper(this, value)));
}
[__DynamicallyInvokable, SecuritySafeCritical]
public bool Equals(string value, StringComparison comparisonType)
{
if (comparisonType < StringComparison.CurrentCulture || comparisonType > StringComparison.OrdinalIgnoreCase)
{
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("NotSupported_StringComparison"), "comparisonType");
}
if (this == value)
{
return true;
}
if (value == null)
{
return false;
}
switch (comparisonType)
{
case StringComparison.CurrentCulture:
return CultureInfo.CurrentCulture.CompareInfo.Compare(this, value, CompareOptions.None) == 0;
case StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase:
return CultureInfo.CurrentCulture.CompareInfo.Compare(this, value, CompareOptions.IgnoreCase) == 0;
case StringComparison.InvariantCulture:
return CultureInfo.InvariantCulture.CompareInfo.Compare(this, value, CompareOptions.None) == 0;
case StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase:
return CultureInfo.InvariantCulture.CompareInfo.Compare(this, value, CompareOptions.IgnoreCase) == 0;
case StringComparison.Ordinal:
return this.Length == value.Length && string.EqualsHelper(this, value);
case StringComparison.OrdinalIgnoreCase:
if (this.Length != value.Length)
{
return false;
}
if (this.IsAscii() && value.IsAscii())
{
return string.CompareOrdinalIgnoreCaseHelper(this, value) == 0;
}
return TextInfo.CompareOrdinalIgnoreCase(this, value) == 0;
default:
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("NotSupported_StringComparison"), "comparisonType");
}
}
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool Equals(string a, string b)
{
return a == b || (a != null && b != null && a.Length == b.Length && string.EqualsHelper(a, b));
}
[__DynamicallyInvokable, SecuritySafeCritical]
public static bool Equals(string a, string b, StringComparison comparisonType)
{
if (comparisonType < StringComparison.CurrentCulture || comparisonType > StringComparison.OrdinalIgnoreCase)
{
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("NotSupported_StringComparison"), "comparisonType");
}
if (a == b)
{
return true;
}
if (a == null || b == null)
{
return false;
}
switch (comparisonType)
{
case StringComparison.CurrentCulture:
return CultureInfo.CurrentCulture.CompareInfo.Compare(a, b, CompareOptions.None) == 0;
case StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase:
return CultureInfo.CurrentCulture.CompareInfo.Compare(a, b, CompareOptions.IgnoreCase) == 0;
case StringComparison.InvariantCulture:
return CultureInfo.InvariantCulture.CompareInfo.Compare(a, b, CompareOptions.None) == 0;
case StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase:
return CultureInfo.InvariantCulture.CompareInfo.Compare(a, b, CompareOptions.IgnoreCase) == 0;
case StringComparison.Ordinal:
return a.Length == b.Length && string.EqualsHelper(a, b);
case StringComparison.OrdinalIgnoreCase:
if (a.Length != b.Length)
{
return false;
}
if (a.IsAscii() && b.IsAscii())
{
return string.CompareOrdinalIgnoreCaseHelper(a, b) == 0;
}
return TextInfo.CompareOrdinalIgnoreCase(a, b) == 0;
default:
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("NotSupported_StringComparison"), "comparisonType");
}
}
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool operator ==(string a, string b)
{
return string.Equals(a, b);
}
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool operator !=(string a, string b)
{
return !string.Equals(a, b);
}
從上面的代碼可以看出string類型的Equals和==是一樣的。
public static bool operator ==(string a, string b)
{
return string.Equals(a, b);
}
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static bool operator !=(string a, string b)
{
return !string.Equals(a, b);
}
總結(jié)
值類型具有它從 Object.Equals(Object) 方法的 System.ValueType 重寫中繼承的默認(rèn)值相等性實(shí)現(xiàn)。特殊的引用類型string類型，因?yàn)橹貙懥薊quals和==方法，所以string類型的Equals和==與值類型的相等性一樣。對(duì)于其他的引用類型此時(shí)的Equals和==與引用相等ReferenceEquals的行為相同。
以上是由一個(gè)同事的問題引起，中間也查了很多資料，發(fā)現(xiàn)這篇文章在草稿箱中躺了很久了，今天突然看到就拿出來曬曬。中間修修改改，總嘗試著用哪種方式來說明這個(gè)老生常談的問題更好些。以上有些觀點(diǎn)，純屬個(gè)人見解，如果你有更好的理解方式，不妨分享一下。如果對(duì)你有所幫助，不妨點(diǎn)一下推薦，讓更多的人看到，說說自己對(duì)Equals和==的理解。
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