结构中需要覆盖啥以确保平等正常运行？

Posted 2023-02-21

【中文标题】结构中需要覆盖啥以确保平等正常运行？

【英文标题】：What needs to be overridden in a struct to ensure equality operates properly?结构中需要覆盖什么以确保平等正常运行？

【发布时间】：2010-12-02 21:55:08

【问题描述】：

正如标题所说：我需要覆盖== 运算符吗？ .Equals() 方法怎么样？我有什么遗漏吗？

【问题讨论】：

还要注意***.com/questions/1972262/…——如果你不小心，那么你的结构（一个值类型）与 null 的比较会编译得很好，但不会像你期望的那样。

【参考方案1】：

来自 msdn 的示例

public struct Complex 

   double re, im;
   public override bool Equals(Object obj) 
   
        return obj is Complex c && this == c;
   
   public override int GetHashCode() 
   
      return re.GetHashCode() ^ im.GetHashCode();
   
   public static bool operator ==(Complex x, Complex y) 
   
      return x.re == y.re && x.im == y.im;
   
   public static bool operator !=(Complex x, Complex y) 
   
      return !(x == y);
   

【讨论】：

我想知道使用Complex other = obj as Complex然后检查other == null而不是使用is然后进行演员表会不会更好...

@Clement：你不能为一个结构做那个；结果不能为空。你会得到一个编译错误。

@MatthewWatson：我认为可以使用Complex? other = obj as Complex?，但可空类型通常不适合效率。

@HaraldCoppoolse - 自然密封的值类型，因此无法按照您的建议派生 MyComplex。

为什么 obj 不是 SaveOptions op && this == op; ?

【参考方案2】：

大多数情况下，您可以避免在结构中实现 Equals 和 GetHashcode - 因为编译器会自动实现使用按位内容 + 引用成员反射的值类型。

看看那个帖子： Which is best for data store Struct/Classes?

因此，为了便于使用，您仍然可以实现 == 和 !=。

但大多数时候你可以避免实现 Equals 和 GetHashcode。 您必须实现 Equals 和 GetHashCode 的情况是针对您不想考虑的字段。 例如，随着时间的推移而变化的字段，例如人的年龄或汽车的即时速度（如果您想在字典中的同一位置找到它，则对象的身份不应该改变）

问候，最好的代码

【讨论】：

反射比手动实现要慢很多。如果您关心性能，请手动编写它们。

【参考方案3】：

为了完整起见，我还建议重载 Equals 方法：

public bool Equals(Complex other) 

   return other.re == re && other.im == im;

这是一个真正的速度改进，因为Equals(Object obj) 方法的输入参数没有发生装箱

使用值类型的一些最佳实践：

使它们不可变 覆盖 Equals（将对象作为参数的那个）； 重载 Equals 以获取相同值类型的另一个实例（例如 * Equals(Complex other)）； 重载运算符 == 和 !=; 覆盖 GetHashCode

来自这篇文章：http://theburningmonk.com/2015/07/beware-of-implicit-boxing-of-value-types/

【参考方案4】：

不幸的是，我没有足够的声誉来评论其他条目。所以我在这里发布了对***解决方案的可能增强。

纠正我，如果我错了，但上面提到的实现

public struct Complex 

   double re, im;
   public override bool Equals(Object obj) 
   
      return obj is Complex && this == (Complex)obj;
   
   public override int GetHashCode() 
   
      return re.GetHashCode() ^ im.GetHashCode();
   
   public static bool operator ==(Complex x, Complex y) 
   
      return x.re == y.re && x.im == y.im;
   
   public static bool operator !=(Complex x, Complex y) 
   
      return !(x == y);
   

有重大缺陷。我指的是

  public override int GetHashCode() 
   
      return re.GetHashCode() ^ im.GetHashCode();
   

XORing 是对称的，所以 Complex(2,1) 和 Complex(1,2) 会给出相同的 hashCode。

我们可能应该做一些类似的东西：

  public override int GetHashCode() 
   
      return re.GetHashCode() * 17 ^ im.GetHashCode();
   

【讨论】：

哈希码冲突不一定是个问题。事实上，您总是有可能发生碰撞（阅读鸽子洞/生日悖论）在您的情况下，Complex(1,4) 和 Complex(4,1) 发生碰撞（诚然碰撞较少），这取决于您的数据.哈希码用于快速清除 99.999% 的不需要的对象（例如，在字典中）相等运算符拥有最终决定权。

据说结构上的属性越多，发生冲突的可能性就越大。这可能是一个更好的哈希算法：***.com/a/263416/309634

【参考方案5】：

两者的基本区别在于 == 运算符是静态的，即调用的适当方法是在编译时确定的，而 Equals 方法是在实例上动态调用的。 定义两者可能是最好的做法，即使这在结构的情况下不那么重要，因为结构不能扩展（一个结构不能从另一个继承）。

【参考方案6】：

您还应该实现 IEquatable。以下是框架设计指南的摘录：

务必在值类型上实现 IEquatable。 值类型上的 Object.Equals 方法会导致装箱，它的 默认实现不是很有效，因为它使用反射。 IEquatable.Equals 可以提供更好的性能并且可以 实施后不会引起装箱。

public struct Int32 : IEquatable<Int32> 
    public bool Equals(Int32 other) ... 

请遵循与 覆盖 Object.Equals 时 实现 IEquatable.Equals。 详见 8.7.1 节 覆盖 Object.Equals 的指南

【讨论】：

所以这仅用于值类型？ （不是参考？）

因为引用类型在作为对象传递时不需要装箱，因此 IEquatable 不会提供任何好处。值类型通常被完全复制到堆栈中（或外部类型布局），因此要获得对它的对象引用并正确处理对象的生命周期，需要将其装箱（用特殊类型包装）并复制到堆；只有这样才能将堆对象的引用传递给 Object.Equals 之类的函数。