基础 | 重写equals方法

本文详细解析了Java中Object类的equals()方法,包括为何及如何重写此方法,以及重写时需注意的关键特性,如自反性、对称性、传递性和一致性。

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参加VIVO秋招面试中,在回答「Object类有哪些方法?每个方法分别有什么作用?」问题时,提到equals()方法,就又被问到 「在重写equals()方法需要注意什么?」,顿时就一脸懵逼,这也是面试「Java开发工程师」过程中的高频问题,在此进行一个系统的总结与梳理。


参考答案

为什么要重写equals()方法?

Object类中equals()方法的默认实现主要是用于判断两个对象的引用是否相同。而在实际开发过程中,通常需要比较两个对象的对应属性是否完全相同,故需要重写equals()方法。

如何重写equals()方法?

假设equals()方法的形参名为otherObj,稍后需要将其转换为另一个叫做other的变量。

第一步,检测this与otherObj是否引用同一对象:

if(this == otherObject) return true;

第二步,检测otherObj是否为空:

if(otherObject == null) return false;

第三步,判断this与otherObj是否属于同一个类,具体分两种情况:

(1). 如果equals()方法的语义在每个子类中均有所改变,则使用getClass()方法进行检测:

if(getClass() != otherObject.getClass()) return false;

(2). 如果equals()方法在所有子类中均有统一的语义,则使用instanceof关键字进行检测:

if (!(otherObject instanceof ClassName)) return false;

第四步,将otherObj转换为相应类的类型变量:

ClassName other = (ClassName) otherObject;

第五步,对所有需要比较的域进行一一比较,若全匹配则返回true,否则返回false。

关于equals()语义的补充说明:假设现有Employee与Manager两个类,Manager类继承Employee类。若仅将ID作为相等的检测标准,则仅用在Employee类中重写equals()方法,并将该方法声明为final的即可,这就是所谓的「拥有统一的语义」。

重写equals()方法需要注意什么?

归根结底,还是想问equals()方法的主要特性。Java语言规范要求equals()方法具有如下特性:

  • 自反性:对于任何非空引用x,x.equals(x)应该返回true。
  • 对称性:对于任何引用x和y,当且仅当y.equals(x) 返回true时,x.equals(y)也应该返回true。
  • 传递性:对于任何引用x、y和z,如果x.equals(y) 返回true,y.equals(z)返回true,x.equals(z)也应该返回true。
  • 一致性:如果x和y引用的对象没有发生变化,反复调用x.equals(y)应该返回同样的结果。
  • 非空性:对于任何非空引用x,x.equals(null)应该返回false。

源码阅读

// Object类中equals()方法的默认实现
public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}
// String类中equals()方法的具体实现
public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    // 具有统一语义
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

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<think>首先,用户的问题是:“我想了解在Java中正确重写equals方法需要遵循的步骤和注意事项 请问Java 重写 equals 方法的规范和步骤”。这基于之前的引用内容,我需要参考那些引用。 关键引用: - [^1]: 讨论了需要重写equals方法的类,如自定义类、集合类、字符串类等。 - [^2]: 强调了重写equals后必须重写hashCode方法,因为equals和hashCode需要一致。 - [^3]: 提供了重写equals方法的步骤示例代码。 - [^4]: 展示了重写equals的基本步骤代码。 我的回答必须: - 使用中文。 - 结构清晰,逐步解决问题。 - 确保真实可靠。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。 - 生成相关问题。 - 对于数学表达式,使用$...$或$$...$$,但这个问题是关于Java的,可能没有太多数学内容,不过如果有,要遵守格式。 回答结构: 1. **引言**:解释为什么需要重写equals方法。 2. **步骤**:列出重写equals方法的规范步骤。 3. **注意事项**:包括必须重写hashCode、如何处理null和类型检查等。 4. **示例代码**:提供一个简单的Java代码示例。 5. **结论**:总结要点。 6. **相关问题**:生成2-3个相关问题。 内容要点基于引用: - 步骤一般包括: - 检查是否是同一个对象(==)。 - 检查参数是否为null。 - 检查类型是否匹配(使用getClass()或instanceof)。 - 比较关键属性。 - 注意事项: - 总是重写hashCode方法以保持一致性。 - 确保equals方法是对称的、自反的、传递的、一致的。 - 避免空指针异常。 - 示例代码:从引用[^3]或[^4]中提取。 生成相关问题: - 例如:如何重写hashCode方法为什么重写equals时必须重写hashCode?equals方法的最佳实践是什么? 确保回答可靠:基于Java官方文档和常见实践。 最终输出格式: - 使用Markdown。 - 代码块用```java```。 - 引用标识自然添加。 - 相关问题部分以“§§相关问题§§”开头。</think>### Java重写equals方法的规范和步骤 在Java中,`equals`方法用于比较两个对象是否逻辑相等。默认情况下(从`Object`类继承),它使用内存地址比较(即`==`),这通常不符合业务需求。因此,在自定义类中,我们需要重写`equals`方法以确保基于对象的属性进行比较。以下是重写`equals`方法的完整规范和步骤,基于Java最佳实践和常见设计原则。 #### 1. **为什么需要重写equals方法?** - 默认的`Object.equals`仅比较对象引用,而非内容。例如,对于自定义类(如`Student`),我们希望根据ID、姓名等属性判断相等性。 - 重写`equals`是确保对象在集合(如`HashSet`或`HashMap`)中正确工作的基础,避免重复元素问题[^1]。 - 注意重写`equals`后**必须同时重写`hashCode`方法**,以维护`equals`和`hashCode`的契约(即如果两个对象`equals`返回`true`,则它们的`hashCode`必须相同)[^2]。 #### 2. **重写equals方法的规范步骤** 重写`equals`方法需遵循以下步骤,确保正确性、一致性和健壮性: 1. **检查对象引用是否相同**:使用`==`比较当前对象与参数对象。如果相同,直接返回`true`(优化性能)。 2. **检查参数是否为null**:如果参数为`null`,返回`false`,因为非null对象不可能等于null。 3. **检查类型是否兼容**:使用`getClass()`或`instanceof`确保参数对象是当前类或其子类的实例。如果类型不匹配,返回`false`。 4. **类型转换和属性比较**:将参数对象强制转换为当前类类型,然后逐一比较关键属性(如ID、名称等)。使用`Objects.equals()`处理可能为null的属性。 5. **确保方法一致性**:equals方法必须满足: - **自反性**:`x.equals(x)`为true。 - **对称性**:如果`x.equals(y)`为true,则`y.equals(x)`必须为true。 - **传递性**:如果`x.equals(y)`为true且`y.equals(z)`为true,则`x.equals(z)`必须为true。 - **一致性**:多次调用结果相同(不依赖可变状态)。 - **非null性**:`x.equals(null)`返回false。 #### 3. **注意事项** - **必须重写hashCode**:否则,当对象用于`HashMap`等集合时,会导致不一致行为(例如,equals相等但hashCode不同,导致集合无法正确识别重复元素)[^2]。 - **避免空指针异常**:在比较属性时,使用`Objects.equals(a, b)`代替`a.equals(b)`,以安全处理null值。 - **类型检查选择**: - 使用`getClass()`确保严格类型匹配(适用于final类)。 - 使用`instanceof`允许子类比较(适用于可继承类)。 - **性能优化**:先比较高性能属性(如基本类型),再比较低性能属性(如字符串)。 - **单元测试**:编写测试用例验证equals方法的对称性、传递性等。 #### 4. **示例代码** 以下是一个自定义`Student`类重写`equals`和`hashCode`的完整示例(基于引用[^3]和[^4]): ```java import java.util.Objects; public class Student { private String name; private int id; private int age; // 构造方法等省略... @Override public boolean equals(Object o) { // 步骤1: 检查引用相同 if (this == o) return true; // 步骤2: 检查null和类型兼容(使用getClass()确保严格类型) if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; // 步骤3: 类型转换 Student student = (Student) o; // 步骤4: 比较关键属性(使用Objects.equals处理null) return id == student.id && age == student.age && Objects.equals(name, student.name); } @Override public int hashCode() { // 使用Objects.hash生成基于属性的hashCode return Objects.hash(name, id, age); } } ``` **解释**: - 在`equals`方法中: - `if (this == o)`快速处理相同对象。 - `if (o == null || getClass() != o.getClass())`确保类型安全。 - 属性比较使用基本类型直接比较和`Objects.equals`(避免NullPointerException)。 - 在`hashCode`方法中,`Objects.hash`自动生成一致的hash值[^3]。 #### 5. **常见错误和最佳实践** - **错误**:忘记重写`hashCode`,导致集合操作异常。 - **错误**:使用`instanceof`但不处理子类问题(如果允许子类比较,需确保子类也正确重写equals)。 - **最佳实践**:在IDE(如IntelliJ或Eclipse)中使用自动生成功能,减少手动错误。 - **应用场景**:主要在自定义类、值对象(如DTO)、或集合元素类中重写[^1]。 重写`equals`方法Java对象模型的核心部分,确保逻辑相等性的一致性和可靠性。始终遵循上述步骤和规范,以避免常见陷阱[^4]。
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