Java 中 == 与 equals() 方法的深度解析:一次性搞懂对象比较的奥秘

初学 Java 的朋友,甚至一些有经验的开发者,都可能在 ==equals() 这两种比较方式上栽过跟头。别担心!今天,我将带你深入剖析这两个“比较符”的奥秘,让你彻底搞懂 Java 对象比较。


1. == 操作符:内存地址的“守门员”

让我们从最基础的 == 操作符开始。它只关心两件事:

  • 对于基本数据类型(如 int, char, boolean, float, double 等):== 比较的是它们字面上的值。比如 1 == 1 肯定是 true3.14 == 3.15 肯定是 false。这很好理解,没啥可纠结的。

  • 对于引用数据类型(如 String, Object, 自定义类等):== 比较的是两个引用变量是否指向内存中的同一个对象。换句话说,它看的是这两个变量存储的内存地址是否相同

看几个例子来加深理解:

Java

String s1 = "hello";         // s1 指向常量池中的 "hello"
String s2 = "hello";         // s2 也指向常量池中的 "hello"
String s3 = new String("hello"); // s3 指向堆中新创建的 "hello" 对象
String s4 = s3;              // s4 和 s3 指向同一个堆对象

System.out.println("s1 == s2: " + (s1 == s2)); // true,因为都指向常量池中的同一个 "hello"
System.out.println("s1 == s3: " + (s1 == s3)); // false,s1 指向常量池,s3 指向堆中的新对象
System.out.println("s3 == s4: " + (s3 == s4)); // true,s3 和 s4 引用的是内存中的同一个对象

为了更直观地理解:


2. equals() 方法:内容的“裁判员”

当我们需要比较两个对象的内容是否真正相等时,== 就显得力不从心了。这时候,equals() 方法就该登场了。

equals() 方法是 java.lang.Object 类中的一个方法。它的默认实现是这样的:

Java

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj); // 默认实现就是比较内存地址
}

这意味着,如果你不重写任何类的 equals() 方法,那么它的行为将和 == 完全一样——都只比较内存地址。

但 Java 中的很多核心类,比如 StringIntegerDate 等,都重写了 equals() 方法,让它能够比较对象的内容。这正是我们日常使用它们时,为什么 String 对象能按内容比较的原因。

Java

String str1 = "Java";
String str2 = new String("Java");
String str3 = "Java";

System.out.println("str1 == str2: " + (str1 == str2));     // false (内存地址不同)
System.out.println("str1.equals(str2): " + (str1.equals(str2))); // true (内容相同)
System.out.println("str1 == str3: " + (str1 == str3));     // true (字符串常量池优化)
System.out.println("str1.equals(str3): " + (str1.equals(str3))); // true (内容相同)

当你自定义类时:重写 equals() 的重要性

假设我们有一个 Student 类,我们希望当两个学生的姓名和学号都相同时,就认为他们是同一个学生。

如果不重写 equals() 方法

class Student {
    String name;
    String studentId;

    public Student(String name, String studentId) {
        this.name = name;
        this.studentId = studentId;
    }
}

Student sA = new Student("张三", "2023001");
Student sB = new Student("张三", "2023001");

System.out.println("sA == sB: " + (sA == sB));       // false (两个不同的对象)
System.out.println("sA.equals(sB): " + (sA.equals(sB))); // false (默认 equals() 比较内存地址)


尽管 sAsB 的姓名和学号都一样,但因为它们是内存中不同的对象,sA.equals(sB) 依然返回 false,这显然不符合我们的业务需求。

所以,我们需要重写 equals() 方法来定义我们自己的“相等”逻辑:

class StudentWithEquals {
    String name;
    String studentId;

    public StudentWithEquals(String name, String studentId) {
        this.name = name;
        this.studentId = studentId;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // 1. 如果是同一个对象,直接返回 true
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        // 2. 如果 obj 为 null 或者类型不一致,直接返回 false
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) {
            return false;
        }
        // 3. 将 obj 强转为 StudentWithEquals 类型
        StudentWithEquals other = (StudentWithEquals) obj;
        // 4. 比较关键属性是否相等
        return this.name.equals(other.name) &&
               this.studentId.equals(other.studentId);
    }
}

StudentWithEquals sC = new StudentWithEquals("李四", "2023002");
StudentWithEquals sD = new StudentWithEquals("李四", "2023002");

System.out.println("sC.equals(sD): " + (sC.equals(sD))); // true (内容相同,符合预期!)


重写 equals() 方法的规范(约定)

在重写 equals() 方法时,需要遵循以下五个约定,以确保其行为正确和一致:

  1. 自反性 (Reflexive):对于任何非 null 的引用值 xx.equals(x) 必须返回 true

  2. 对称性 (Symmetric):对于任何非 null 的引用值 xy,如果 x.equals(y) 返回 true,那么 y.equals(x) 也必须返回 true

  3. 传递性 (Transitive):对于任何非 null 的引用值 xyz,如果 x.equals(y) 返回 true,并且 y.equals(z) 返回 true,那么 x.equals(z) 也必须返回 true

  4. 一致性 (Consistent):对于任何非 null 的引用值 xy,只要 equals 比较中使用的信息没有被修改,那么对 x.equals(y) 的多次调用都必须返回相同的结果。

  5. 对于 null:对于任何非 null 的引用值 xx.equals(null) 必须返回 false


3. hashCode() 方法:equals() 的“好搭档”

你可能会好奇,为啥讲完 equals() 突然蹦出个 hashCode()?它们俩可是紧密相连的“好搭档”!

hashCode() 方法返回一个对象的散列码(哈希值),通常是一个整数。它的主要作用是在基于散列的集合(如 HashSetHashMapHashtable)中提高对象的存储和查找效率。

Java 对 equals()hashCode() 有一个非常重要的约定

如果两个对象通过 equals() 方法比较为相等,那么它们的 hashCode() 方法必须返回相同的值。

反之则不然:如果两个对象的 hashCode() 值相同,它们不一定 equals() 相等(这被称为“哈希冲突”)。

不重写 hashCode() 的后果:

假设你只重写了 equals() 方法,却没有重写 hashCode()。当你在 HashSet 中添加对象时,就会出问题:

// 沿用只重写了 equals() 的 StudentWithEquals 类
StudentWithEquals sE = new StudentWithEquals("王五", "2023003");
StudentWithEquals sF = new StudentWithEquals("王五", "2023003");

System.out.println("sE.equals(sF): " + (sE.equals(sF))); // true

Set<StudentWithEquals> studentSet = new HashSet<>();
studentSet.add(sE);
System.out.println("集合是否包含 sF?" + studentSet.contains(sF)); // 糟糕!可能是 false!


为什么会这样?因为 HashSet 在判断是否包含某个对象时,会先比较其 hashCode()。如果你没重写 hashCode(),那么 sEsF 尽管内容相等,但它们的默认 hashCode()(基于内存地址)却不同。HashSet 就会认为它们是不同的对象,导致查找失败。

正确做法:同时重写 equals()hashCode()

import java.util.Objects; // Java 7+ 提供了 Objects.hash() 方法,方便生成哈希码

class StudentComplete {
    String name;
    String studentId;

    public StudentComplete(String name, String studentId) {
        this.name = name;
        this.studentId = studentId;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        StudentComplete that = (StudentComplete) obj;
        return Objects.equals(name, that.name) &&
               Objects.equals(studentId, that.studentId);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, studentId); // 使用 Objects.hash() 简洁高效
    }
}

StudentComplete sG = new StudentComplete("赵六", "2023004");
StudentComplete sH = new StudentComplete("赵六", "2023004");

System.out.println("sG.equals(sH): " + (sG.equals(sH))); // true
Set<StudentComplete> completeSet = new HashSet<>();
completeSet.add(sG);
System.out.println("集合是否包含 sH?" + completeSet.contains(sH)); // true (完美!)


小贴士:现代 IDE(如 IntelliJ IDEA、Eclipse)都提供了强大的功能,可以自动生成 equals()hashCode() 方法。这大大简化了开发,同时也能确保生成的代码符合规范。建议你多加利用!


4. 总结:何时用 ==,何时用 equals()

通过上面的深度解析,相信你对 ==equals() 的区别与联系已经有了清晰的认识。

记住以下核心准则:

  • 当你需要比较两个基本数据类型的值时,使用 ==

  • 当你需要判断两个引用类型变量是否指向内存中的同一个对象时,使用 ==

  • 当你需要判断两个对象的内容是否逻辑上相等**时,使用 equals() 方法。但前提是,这个类的 equals() 方法必须已经被正确重写过(或者你就是想用其默认的内存地址比较)。

  • 重写 equals() 方法时,请务必同时重写 hashCode() 方法,以确保在散列集合中(如 HashSet, HashMap)的正确性和性能。

理解并正确使用 ==equals() 是每个 Java 开发者必备的基本功。掌握了它们,你就能更自信地处理对象比较,写出更健壮、更高效的 Java 代码!

你还在 Java 对象比较上遇到过哪些“坑”呢?欢迎在评论区分享你的经验或提问!


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