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谈谈Equals和GetHashcode
阅读量:6340 次
发布时间:2019-06-22

本文共 9742 字,大约阅读时间需要 32 分钟。

一.两个逻辑上相等的实例对象。

两个对象相等,除了指两个不同变量引用了同一个对象外,更多的是指逻辑上的相等。什么是逻辑上相等呢?就是在一定的前提上,这两个对象是相等的。比如说某男生叫刘益红,然后也有另外一个女生叫刘益红,虽然这两个人身高,爱好,甚至性别上都不相同,但是从名字上来说,两者是相同的。Equals方法通常指的就是逻辑上相等。

二.Object的GetHashcode方法。

计算Hashcode的算法中,应该至少包含一个实例字段。Object中由于没有有意义的实例字段,也对其派生类型的字段一无所知,因此就没有逻辑相等这一概念。所以默认情况下Object的GetHashcode方法的返回值,应该都是独一无二的。利用Object的GetHashcode方法的返回值,可以在AppDomain中唯一性的标识对象。

下面是.Net中Object代码的实现:

View Code
[Serializable] public class Object     {
[ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail)] public Object() {
} public virtual string ToString() {
return this.GetType().ToString(); } [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")] public virtual bool Equals(object obj) {
return RuntimeHelpers.Equals(this, obj); } [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)); } [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; } [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")] public virtual int GetHashCode() {
return RuntimeHelpers.GetHashCode(this); } [SecuritySafeCritical] [MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)] public extern Type GetType(); [ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.Success)] protected virtual void Finalize() {
} [SecuritySafeCritical] [MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)] protected extern object MemberwiseClone(); [SecurityCritical] private void FieldSetter(string typeName, string fieldName, object val) {
FieldInfo fieldInfo = this.GetFieldInfo(typeName, fieldName); if (fieldInfo.IsInitOnly) {
throw new FieldAccessException(Environment.GetResourceString("FieldAccess_InitOnly")); } Message.CoerceArg(val, fieldInfo.FieldType); fieldInfo.SetValue(this, val); } private void FieldGetter(string typeName, string fieldName, ref object val) {
FieldInfo fieldInfo = this.GetFieldInfo(typeName, fieldName); val = fieldInfo.GetValue(this); } private FieldInfo GetFieldInfo(string typeName, string fieldName) {
Type type = this.GetType(); while (null != type && !type.FullName.Equals(typeName)) {
type = type.BaseType; } if (null == type) {
throw new RemotingException(string.Format(CultureInfo.CurrentCulture, Environment.GetResourceString("Remoting_BadType"), new object[] {
typeName })); } FieldInfo field = type.GetField(fieldName, BindingFlags.IgnoreCase | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public); if (null == field) {
throw new RemotingException(string.Format(CultureInfo.CurrentCulture, Environment.GetResourceString("Remoting_BadField"), new object[] {
fieldName, typeName })); } return field; } }

为什么会有Hashcode?

Hashcode是为了帮助计算出该对象在hashtable中所处的位置。而能够把一个对象放入hashtable中无疑是有好处的。

这是Hashcode的作用,但是我们为什么需要他?

因为一个类型在定义了Equals方法后,在System.Collections.Hashtable类型,System.Collections.Generic.Dictionary类型以及其他一些集合的实现中,要求如果两个对象相等,不能单单只看Equals方法返回true,还必须要有相同的Hashcode.

这相当于一种前提条件的假设,而上述这些类型就是基于这种假设的基础上实现的。如果不遵守这些条件,那么在使用这些集合的时候就会出问题。

下面是摘自MSDN的一段描述

Hashcode是一个用于在相等测试过程中标识对象的数值。它还可以作为一个集合中的对象的索引。 GetHashCode方法适用于哈希算法和诸如哈希表之类的数据结构。 GetHashCode 方法的默认实现不保证针对不同的对象返回唯一值。而且,.NET Framework 不保证 GetHashCode 方法的默认实现以及它所返回的值在不同版本的 .NET Framework 中是相同的。因此,在进行哈希运算时,该方法的默认实现不得用作唯一对象标识符。

上面这段话想说明的就是:两个对象相等,hashcode也应该相等。但是两个对象不等,hashcode也有可能相等。

下面这两个不同的string对象就产生了相同的hashcode:

string str1 = "NB0903100006"; string str2 = "NB0904140001";             Console.WriteLine(str1.GetHashCode());             Console.WriteLine(str2.GetHashCode());

这是因为string类型重写了Object的GetHashcode方法,如下:

View Code
public unsafe override int GetHashCode() {
IntPtr arg_0F_0; IntPtr expr_06 = arg_0F_0 = this; if (expr_06 != 0) {
arg_0F_0 = (IntPtr)((int)expr_06 + RuntimeHelpers.OffsetToStringData); } char* ptr = arg_0F_0; int num = 352654597; int num2 = num; int* ptr2 = (int*)ptr; for (int i = this.Length; i > 0; i -= 4) {
num = ((num << 5) + num + (num >> 27) ^ *ptr2); if (i <= 2) {
break; } num2 = ((num2 << 5) + num2 + (num2 >> 27) ^ ptr2[(IntPtr)4 / 4]); ptr2 += (IntPtr)8 / 4; } return num + num2 * 1566083941; }

归根结底,因为hashcode本来就是为了方便我们计算位置用的,本意并不是用来判断两个对象是否相等,这工作还是要交给Equals方法来完成。

两个拥有相同Hashcode的对象,只能说是有可能是相等的。而可能性就取决你的Hash函数是怎么实现的了。实现得越好,相等的可能性越大,相应的Hashtable性能就越好。这是因为放置在同一个Hash桶上的元素可能性就越小,越少可能发生碰撞。

可以想象,最烂的Hashcode的实现方法无疑就是返回一个写死的整数,这样Hashtable很容易就**转换成链表结构。

public override int GetHashCode()         {
return 31; }

一个好的hash函数通常意味着尽量做到“为不相等的对象产生不相等的hashcode",但是不要忘记”相同的对象必须有相同的hashcode"。一个是尽量做到,一个是必须的。

不相等的对象有相同的hashcode只是影响性能,而相同的对象(Equals返回true)没有相同的hashcode就会破坏整个前提条件

因此,计算hashcode的时候要避免使用在实现Equals方法中没有使用的字段,否则也可能出现Equals为true,但是hashcode却不相等的情况。

 

 三.逻辑上相等但是完全不同的实例

正如同1中所举的例子一样,两人同名,但是两人并不是同一个人。如上所述一般情况下我们判断两个对象是否相等使用的是Equals方法,但是在一些数据结构里面,判断两个对象是否相同,却采用的是hashcode。比如说Dictionnary,这时候如果没有重写GetHashcode方法,就会产生问题。

简单的描述一下整个过程:

1.在一个基于hashtable这种数据结构的集合中,添加一个key/value pair的时候,首先会获取key对象的hashcode,而这个hashcode指出这个key/value pair应该放在数组的那个位置上。

2.当我们在集合中查找一个对象是否存在时,会获取指定对象的hashcode,而这个hashcode就是当初用来计算出存放对象的位置的。因此如果hashcode发生了改变,那么你也没办法找到先前存放的对象。因为你计算出来的数组下标是错误的。

举例:

public class Staff     {
private readonly string ID; private readonly string name; public Staff(string ID, string name) {
this.ID = ID; this.name = name; } public override bool Equals(object obj) {
if (obj == this) return true; if (!(obj is Staff)) return false; var staff = (Staff)obj; return name == staff.name && ID == staff.ID; } } public class HashtableTest {
public static void Main(){
       Staff a = new Staff("123", "langxue");            Staff b = new Staff("123", "langxue");             Console.WriteLine(a.Equals(b));  //返回true var dic = new Dictionary
(); dic.Add(new Staff("123", "langxue"), 0213); Console.WriteLine(dic.ContainsKey(new Staff("123", "langxue"))); //返回false } }

这时,我们就要重写hashcode方法,常见的就是XOR方式(先“或”然后取反):

View Code
public struct Point {
public int x; public int y; //other methods public override int GetHashCode() {
return x ^ y; } }

 

当然,我们在这里可以直接使用.NET框架中帮string类型重写的GetHashcode方法:

public override int GetHashCode()         {
return (ID + name).GetHashCode(); }

重写后的代码如下:

    转载自

public class Staff     {
private readonly string ID; private readonly string name; public Staff(string ID, string name) {
this.ID = ID; this.name = name; } public override bool Equals(object obj) {
if (obj == this) return true; if (!(obj is Staff)) return false; var staff = (Staff)obj; return name == staff.name && ID == staff.ID; } public override int GetHashCode() {
return (ID + name).GetHashCode(); } } public class HashtableTest {
public static void Main(){
Staff a = new Staff("123", "langxue"); Staff b = new Staff("123", "langxue"); Console.WriteLine(a.Equals(b)); var dic = new Dictionary
(); dic.Add(new Staff("123", "langxue"), 0213); Console.WriteLine(dic.ContainsKey(new Staff("123", "langxue"))); } }
public class Staff     {
private readonly string ID; private readonly string name; public Staff(string ID, string name) {
this.ID = ID; this.name = name; } public override bool Equals(object obj) {
if (obj == this) return true; if (!(obj is Staff)) return false; var staff = (Staff)obj; return name == staff.name && ID == staff.ID; } public override int GetHashCode() {
return (ID + name).GetHashCode(); } } public class HashtableTest {
public static void Main(){
Staff a = new Staff("123", "langxue"); Staff b = new Staff("123", "langxue"); Console.WriteLine(a.Equals(b)); var dic = new Dictionary
(); dic.Add(new Staff("123", "langxue"), 0213); Console.WriteLine(dic.ContainsKey(new Staff("123", "langxue"))); } }
public class Staff     {
private readonly string ID; private readonly string name; public Staff(string ID, string name) {
this.ID = ID; this.name = name; } public override bool Equals(object obj) {
if (obj == this) return true; if (!(obj is Staff)) return false; var staff = (Staff)obj; return name == staff.name && ID == staff.ID; } public override int GetHashCode() {
return (ID + name).GetHashCode(); } } public class HashtableTest {
public static void Main(){
Staff a = new Staff("123", "langxue"); Staff b = new Staff("123", "langxue"); Console.WriteLine(a.Equals(b)); var dic = new Dictionary
(); dic.Add(new Staff("123", "langxue"), 0213); Console.WriteLine(dic.ContainsKey(new Staff("123", "langxue"))); } }
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