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学习廖雪峰的JAVA教程---集合(编写equals方法)

gowuye 2024-04-04 11:55 8 浏览 0 评论

我们知道List是一种有序链表:List内部按照放入元素的先后顺序存放,并且每个元素都可以通过索引确定自己的位置。

List还提供了boolean contains(Object o)方法来判断List是否包含某个指定元素。此外,int indexOf(Object o)方法可以返回某个元素的索引,如果元素不存在,就返回-1。

我们来看一个例子:

import java.util.List;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

List<Number> list = List.of("A", "B", "C");

System.out.println(list.contains("C")); // true

System.out.println(list.contains("X")); // false

System.out.println(list.indexOf("C")); // 2

System.out.println(list.indexOf("X")); // -1

}

}

这里我们注意一个问题,我们往List中添加的"C"和调用contains("C")传入的"C"是不是同一个实例?

如果这两个"C"不是同一个实例,这段代码是否还能得到正确的结果?我们可以改写一下代码测试一下:

import java.util.List;
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 List<String> list = List.of("A", "B", "C");
 System.out.println(list.contains(new String("C"))); // true or false?
 System.out.println(list.indexOf(new String("C"))); // 2 or -1?
 }
}

因为我们传入的是new String("C"),所以一定是不同的实例。结果仍然符合预期,这是为什么呢?

因为List内部并不是通过==判断两个元素是否相等,而是使用equals()方法判断两个元素是否相等,例如contains()方法可以实现如下:

public class ArrayList {
 Object[] elementData;
 public boolean contains(Object o) {
 for (int i = 0; i < size; i++) {
 if (o.equals(elementData[i])) {
 return true;
 }
 }
 return false;
 }
}

因此,要正确使用List的contains()、indexOf()这些方法,放入的实例必须正确覆写equals()方法,否则,放进去的实例,查找不到。我们之所以能正常放入String、Integer这些对象,是因为Java标准库定义的这些类已经正确实现了equals()方法。

我们以Person对象为例,测试一下:

import java.util.List;
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 List<Person> list = List.of(
 new Person("Xiao Ming"),
 new Person("Xiao Hong"),
 new Person("Bob")
 );
 System.out.println(list.contains(new Person("Bob"))); // false
 }
}
class Person {
 String name;
 public Person(String name) {
 this.name = name;
 }
}

不出意外,虽然放入了new Person("Bob"),但是用另一个new Person("Bob")查询不到,原因就是Person类没有覆写equals()方法(话说这里竟然不报错?)。

编写equals

如何正确编写equals()方法?equals()方法要求我们必须满足以下条件:

  • 自反性(Reflexive):对于非null的x来说,x.equals(x)必须返回true;
  • 对称性(Symmetric):对于非null的x和y来说,如果x.equals(y)为true,则y.equals(x)也必须为true;
  • 传递性(Transitive):对于非null的x、y和z来说,如果x.equals(y)为true,y.equals(z)也为true,那么x.equals(z)也必须为true;
  • 一致性(Consistent):对于非null的x和y来说,只要x和y状态不变,则x.equals(y)总是一致地返回true或者false;
  • 对null的比较:即x.equals(null)永远返回false。

上述规则看上去似乎非常复杂,但其实代码实现equals()方法是很简单的,我们以Person类为例:

public class Person {
 public String name;
 public int age;
}

首先,我们要定义“相等”的逻辑含义。对于Person类,如果name相等,并且age相等,我们就认为两个Person实例相等。

因此,编写equals()方法如下:

public boolean equals(Object o) {
 if (o instanceof Person) {
 Person p = (Person) o;
 return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
 }
 return false;
}

对于引用字段比较,我们使用equals(),对于基本类型字段的比较,我们使用==。

如果this.name为null,那么equals()方法会报错,因此,需要继续改写如下:

public boolean equals(Object o) {
 if (o instanceof Person) {
 Person p = (Person) o;
 boolean nameEquals = false;
 if (this.name == null && p.name == null) {
 nameEquals = true;
 }
 if (this.name != null) {
 nameEquals = this.name.equals(p.name);
 }
 return nameEquals && this.age == p.age;
 }
 return false;
}

如果Person有好几个引用类型的字段,上面的写法就太复杂了。要简化引用类型的比较,我们使用Objects.equals()静态方法:

public boolean equals(Object o) {
 if (o instanceof Person) {
 Person p = (Person) o;
 return Objects.equals(this.name, p.name) && this.age == p.age;
 }
 return false;
}

因此,我们总结一下equals()方法的正确编写方法:

  1. 先确定实例“相等”的逻辑,即哪些字段相等,就认为实例相等;
  2. 用instanceof判断传入的待比较的Object是不是当前类型,如果是,继续比较,否则,返回false;
  3. 对引用类型用Objects.equals()比较,对基本类型直接用==比较。

使用Objects.equals()比较两个引用类型是否相等的目的是省去了判断null的麻烦。两个引用类型都是null时它们也是相等的。

如果不调用List的contains()、indexOf()这些方法,那么放入的元素就不需要实现equals()方法。

练习

给Person类增加equals方法,使得调用indexOf()方法返回正常:

import java.util.List;
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 List<Person> list = List.of(
 new Person("Xiao", "Ming", 18),
 new Person("Xiao", "Hong", 25),
 new Person("Bob", "Smith", 20)
 );
 boolean exist = list.contains(new Person("Bob", "Smith", 20));
 System.out.println(exist ? "测试成功!" : "测试失败!");
 }
}
class Person {
 String firstName;
 String lastName;
 int age;
 public Person(String firstName, String lastName, int age) {
 this.firstName = firstName;
 this.lastName = lastName;
 this.age = age;
 }
 public boolean equals(Object o){
	if(o instanceof Person){
		Person p = (Person) o;
		return Objects.equals(this.firstName,p.firstName) && Objects.equals(this.lastName,p.lastName) && this.age == p.age;
	}
	return false;
}
}

【关键:

  1. List内部按照放入元素的先后顺序存放,并且每个元素都可以通过索引确定自己的位置
  2. List内部并不是通过==判断两个元素是否相等,而是使用equals()方法判断两个元素是否相等
  3. 对于引用字段比较,我们使用equals(),对于基本类型字段的比较,我们使用==
  4. 编写equals()方法可借助Objects.equals()判断

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