深入equals方法

equals方法的重要性毋须多言,只要你想比较的两个对象不愿是同一对象,你就应该实现
equals方法,让对象用你认为相等的条件来进行比较.

下面的内容只是API的规范,没有什么太高深的意义,但我之所以最先把它列在这儿,是因为
这些规范在事实中并不是真正能保证得到实现.

1.对于任何引用类型, o.equals(o) == true成立.
2.如果 o.equals(o1) == true 成立,那么o1.equals(o)==true也一定要成立.
3.如果 o.equals(o1) == true 成立且  o.equals(o2) == true 成立,那么
  o1.equals(o2) == true 也成立.
4.如果第一次调用o.equals(o1) == true成立再o和o1没有改变的情况下以后的任何次调用
都成立.
5.o.equals(null) == true 任何时间都不成立.

以上几条规则并不是最完整的表述,详细的请参见API文档.

对于Object类,它提供了一个最最严密的实现,那就是只有是同一对象是,equals方法才返回
true,也就是人们常说的引用比较而不是值比较.这个实现严密得已经没有什么实际的意义,
所以在具体子类(相对于Object来说)中,如果我们要进行对象的值比较,就必须实现自己的
equals方法.

先来看一下以下这段程序:

    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);
    }

 这是JDK中java.text.FieldPosition的标准实现,似乎没有什么可说的.

 我信相大多数或绝大多数程序员认为,这是正确的合法的equals实现.毕竟它是JDK的API实现啊.

 还是让我们以事实来说话吧:

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;
  }
}

运行一下看看会打印出什么:

System.out.println(fp.equals(fp1));打印true
System.out.println(fp1.equals(fp));打印flase

两个对象,出现了不对称的equals算法.问题出在哪里(脑筋急转弯：当然出在JDK实现的BUG)?

我相信有太多的程序员(除了那些根本不知道实现equals方法的程序员外)在实现equals方法
时都用过instanceof运行符来进行短路优化的，实事求是地说很长一段时间我也这么用过。
太多的教程，文档都给了我们这样的误导。而有些稍有了解的程序员可能知道这样的优化可能
有些不对但找不出问题的关键。另外一种极端是知道这个技术缺陷的骨灰级专家就提议不要这
样应用。

我们知道，"通常"要对两个对象进行比较，那么它们"应该"是同一类型。所以首先利用instanceof
运行符进行短路优化，如果被比较的对象不和当前对象是同一类型则不用比较返回false,但事实
上，"子类是父类的一个实例"，所以如果 子类 o instanceof 父类，始终返回true,这时肯定
不会发生短路优化，下面的比较有可能出现多种情况，一种是不能造型成子类而抛出异常，另一种
是父类的private 成员没有被子类继承而不能进行比较，还有就是形成上面这种不对称比较。可能
会出现太多的情况。

那么，是不是就不能用 instanceof运行符来进行优化？答案是否定的，JDK中仍然有很多实现是正
确的，如果一个class是final的，明知它不可能有子类，为什么不用 instanceof来优化呢？

为了维护SUN的开发小组的声誉，我不说明哪个类中，但有一个小组成员在用这个方法优化时在后加
加上了加上了这样的注释：

        if (this == obj)                      // quick check
            return true;
        if (!(obj instanceof XXXXClass))         // (1) same object?
            return false;
可能是有些疑问，但不知道如何做（不知道为什么没有打电话给我......）

那么对于非final类，如何进行类型的quick check呢？

if(obj.getClass() != XXXClass.class) return false;

用被比较对象的class对象和当前对象的class比较，看起来是没有问题，但是，如果这个类的子类
没有重新实现equals方法，那么子类在比较的时候，obj.getClass() 肯定不等于XXXCalss.class,
也就是子类的equals将无效，所以if(obj.getClass() != this.getClass()) return false;才是正
确的比较。

另外一个quick check是if(this==obj) return true;

是否equals方法一定比较的两个对象就一定是要同一类型？上面我用了"通常"，这也是绝大多数程序
员的愿望，但是有些特殊的情况，我们可以进行不同类型的比较，这并不违反规范。但这种特殊情况
是非常罕见的，一个不恰当的例子是，Integer类的equals可以和Sort做比较，比较它们的value是不
是同一数学值。（事实上JDK的API中并没有这样做，所以我才说是不恰当的例子）

在完成quick check以后，我们就要真正实现你认为的“相等”。对于如果实现对象相等，没有太高
的要求，比如你自己实现的“人”类，你可以认为只要name相同即认为它们是相等的，其它的sex,
ago都可以不考虑。这是不完全实现，但是如果是完全实现，即要求所有的属性都是相同的，那么如
何实现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);
 }
}

这是一个完全实现，但是，有时equals实现是在父类中实现，而要求被子类继承后equals能正确的工
作，这时你并不事实知道子类到底扩展了哪些属性，所以用上面的方法无法使equals得到完全实现。
一个好的方法是利用反射来对equals进行完全实现：

        public boolean equals(Object obj){
  quick check.......
  Class c = this.getClass();
  Filed[] fds = c.getDeclaredFields();
  for(Filed f:fds){
   if(!f.get(this).equals(f.get(obj)))
    return false;
  }
  return true;
 }
为了说明的方便，上明的实现省略了异常，这样的实现放在父类中，可以保证你的子类的equals可以按
你的愿望正确地工作。

关于equals方法的最后一点是：如果你要是自己重写（正确说应该是履盖）了equals方法，那同时就一
定要重写hashCode().为是规范，否则.............
我们还是看一下这个例子：

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;
    }
}

注意这个类是final的，所以这个equals实现没有什么问题。

我们来测试一下:

    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)这什么是null呢？
答案是因为它们的hashCode不一样，而hashMap就是以hashCode为主键的。

所以规范要求，如果两个对象进行equals比较时如果返回true,那么它们的hashcode要求返回相等的值。