《Effective Java》第3章 对于所有对象都通用的方法

Posted 2020-10-09 ITRoad

第8条:覆盖equals时请遵守通用约定

覆盖equals方法看起来似乎很简单，但是有许多覆盖方式会导致错误，并且后果非常严重。最容易避免这类问题的办法就是不覆盖equals方法，在这种情况下，类的每个实例都只与它自身相等。

那么，什么时候应该覆盖Object.equals呢?如果类具有自己特有的“逻辑相等”概念(不同于对象等同的概念)，而且超类还没有覆盖equals以实现期望的行为，这时我们就需要覆盖
equals方法。这通常属于“值类(value class）"的情形。值类仅仅是一个表示值的类，例如Integer或者Date。程序员在利用equals方法来比较值对象的引用时，希望知道它们在逻辑上是否相等，而不是想了解它们是否指向同一个对象。

equals方法实现了等价关系(equivalence relation ) ：
· 自反性(reflexive)。对于任何非null引用值x, x.equals(x)须返回true。
· 对称性(symmetric)。对于任何非null的引用值x和y，当且仅当y.equals(x]返回true时，x.equals(y)必须返回true。
· 传递性(transitive)。对于任何非null的引用值x, y和z，如果x.equals(y)返回true，并且y.equals(z)也返回true，那么x.equals(z)也必须返回true。
· 一致性(consistent)。对干任何非null的引用值x和y，只要equals的比较操作在对象中所用的信息没有被修改，多次调用x.equals(y)就会一致地返回true, 或者一致地返回false。
· 对于任何非null的引用值x, x.equals(null)必须返回false。

我们无法在扩展可实例化的类的同时，既增加新的值组件，同时又保留equals约定，除非愿意放弃面向对象的抽象所带来的优势。

虽然没有一种令人满意的办法可以既扩展不可实例化的类，又增加值组件，但还是有一种不错的权宜之计(workaround)。根据第16条的建议:复合优先于继承。

得出以下实现高质量equals方法的诀窍

1. 使用==操作符检查“参数是否为这个对象的引用”。
2. 使用instanceof操作符检查“参数是否为正确的类型”。
3. 把参数转换成正确的类型。因为转换之前进行过instanceof测试，所以确保会成功。
4. 对于该类中的每个‘’关键(significant)”域，检查参数中的域是否与该对象中对应的域相匹配。
   对干既不是float也不是double类型的基本类型域，可以使用==操作符进行比较;对于对象引用域，可以递归地调用equals方法;对于float域，可以使用Float.compare方法;对于double域，则使用Double.compare。对Float和double域进行特殊的处理是有必要的，因为存在着Float..NaN、-0.0f以及类似的double常量;详细信息请参考Float.equals的文档。
5. 当你编写完成了equals方法之后，应该问自己三个问题:它是否是对称的、传递的、一致的。

关于equals方法的警告：

1. 覆盖equals时总要覆盖hashCode。
2. 不要企图让equals方法过于智能。
3. 不要将equals声明中的Object对象（参数）替换为其他的类型。

第9条:覆盖equals时总要覆盖hashCode

下面是约定的内容，摘自Object规范[Java SE 6]

1. 在应用程序的执行期间，只要对象的equals方法的比较操作所用到的信息没有被修改，那么对这同一个对象调用多次，hashCode方法都必须始终如一地返回同一个整数。在同一个应用程序的多次执行过程中，每次执行所返回的整数可以不一致。
2. 如果两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法都必须产生同样的整数结果。
3. 如果两个对象根据equals(Object)方法比较是不相等的。那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法，则不一定要产生不同的整数结果。但是程序员应该知道，给不相等的对象产生截然不同的整数结果，有可能提高散列表(hash table)的性能。

Note:
HashMap有一项优化，可以将与每个项相关联的散列码缓存起来，如果散列码不匹配，也不必检验对象的等同性。

在散列码的计算过程中，可以把冗余域(redundant field)排除在外。换句话说，如果一个域的值可以根据参与计算的其他域值计算出来，则可以把这样的域排除在外。必须排除equals比较计算中没有用到的任何域。否则很有可能违反hashCode约定的第二条。

如果一个类是不可变的，并且计算散列码的开销也比较大，就应该考虑把散列码缓存在对象内部，而不是每次请求的时候都重新计算散列码。如果你觉得这种类型的大多数对象会被用做散列键(hash keys ), 就应该在创建实例的时候计算散列码。否则，可以选择“延迟初始化(lazily initialize )”散列码，一直到hashCode被第一次调用的时候才初始化(见第71条)。

第10条：始终要覆盖toString

如果指定了字符串的格式，好再提供一个相匹配的静态工厂或者构造器，以便程序员可以很容易地在对象和它的字符串表示法之间来回转换。Java平台类库中的许多值类都采用了这种做法，包括BigInteger、BigDecimal和绝大多数的基本类型包装类( boxed primitive class )。

无论你是否决定指定格式，都应该在文档中明确地表明你的意图。如果你要指定格式，则应该严格地这样去做。

第11条: 谨慎地覆盖clone

Cloneable接口的目的是作为对象的一个mixin接n口 (mixin interface）(见第18条)，表明这样的对象允许克隆( clone)。遗憾的是，它并没有成功地达到这个目的。其主要的缺陷在于，它缺少一个clone方法，Object的clone方法是受保护的。如果不借助于反封(reflection)(见第53条)，就不能仅仅因为一个对象实现了Cloneable，就可以调用clone方法。即使是反射调用也可能会失败，因为不能保证该对象一定具有可访问的clone方法。

既然Cloneable并没有包含任何方法，那么它到底有什么作用呢?它决定了Object中受保护的clone方法实现的行为: 如果一个类实现了Cloneable, Object的clone方法就返回该对象的逐域拷贝，否则就会抛出CloneNotSupportedExcepion异常。这是接口的一种极端非典型的用法，也不值得仿效。通常情况下，实现接口是为了表明类可以为它的客户做些什么。然而，对于Cloneable接口，它改变了超类中受保护的方法的行为。

如果你扩展一个实现了Cloneable接口的类，那么你除了实现一个行为良好的clone方法外，没有别的选择。否则, 最好提供某些其他的途径来代替对象拷贝，或者干脆不提供这样的功能。例如，对于不可变类，支持对象拷贝并没有太大的意义，因为被拷贝的对象与原始对象并没有实质的不同。

另一个实现时象拷贝的好办法是提供一个拷贝构造器(copy constructor)或拷贝工厂（copy factory)。拷贝构造器只是一个构造器，它唯一的参数类型是包含该构造器的类，例如:

有些专家级的程序员干脆从来不去覆盖clone方法，也从来不去调用它，除非拷贝数组。你必须清楚一点，对于一个专门为了继承而设计的类，如果你未能提供行为良好的受保护的(protected )clone方法，它的子类就不可能实现Cloneable接口。

第12条: 考虑实现Comparable接口

如果你正在编写一个值类，它具有非常明显的内在排序关系，比如按字母顺序、按数值顺序或者按年代顺序，那你就应该坚决考虑实现这个接口:

将这个对象与指定的对象进行比较。当该对象小于、等于或大于指定对象的时候，分别返回一个负整数、零或者正整数。如果由于指定对象的类型而无法与该对象进行比较，则抛出ClassCastException异常。