C# - Equals和等於等於( 等於比較運算式 )

10 January 2012 — Written by Sky Chang

這個故事的起源，是在寫一個測試程式，其內容要比較兩個物件的相等，想當然爾，原生的Object.Equals和等於等於是不能使用的，而後，衍生出一堆的問題出來XDD，因為年紀大了，要預防老年癡呆，過了一兩天就忘記的狀況，所以趕快把它紀錄下來。

Ojbect.Equals

這個的起源，必須要從Object.Equals講起，我們先看一下Object.Equals反組譯後的內容。

public virtual bool Equals(object obj)
{
    return RuntimeHelpers.Equals(this, obj);
}

就是這樣，他只是簡單的呼叫RuntimeHelpers.Equals，而這個方法，其實只是去比較是否為相同的執行個體，簡單的說，如果new了兩個物件，就算內容相同，還是會傳回False，而我們自己撰寫的類別，預設當然也是繼承Object，所以自然而然，也也繼承了Equals這個方法。

Object.Equals靜態方法

接下來是Object.Equals的靜態方法，以下是反組譯後的程式碼，最核心的一段是objA.Equals(objB)，簡單的說，他還是去調用了objA的Equals方法。

public static bool Equals(object objA, object objB)
{
    return ((objA == objB) || (((objA != null) && (objB != null)) && objA.Equals(objB)));
}

所以說Object.Equals靜態方法依舊是使用了自身的Equals。

等於等於 ( = = ) 比較運算子

關於等於的比較運算子，我先引用一下MSDN的一段話。

對於預先定義的實值型別 (Value Type)，等號比較運算子 (==) 在運算元相等時傳回 true；否則傳回 false。對於 string 以外的參考型別，若兩個運算元參考到同一物件，== 會傳回 true。對於 string 型別，== 會比較字串的值。

這段話的意思是說，如果是int這種Value Type，值相等的時候，就會傳回True，否則會傳回Fase，而參考型別，則必須要指到同一個物件，否則會傳回False，除了string以外，所以簡單的說，int、String等等我們常用的型別，都可以正確的幫我們比較到值，但如果是物件與物件內容的比較，很抱歉，只要它們參照到的是不同位置，就算內容相同，還是會傳回False。

String.Equals(Object)

這個就是Override了Object.Equals的方法，並且判斷傳入進來的型別是否為String，比較重要的是後面那段，第一步它會判斷是否參考到同一個位置( 利用object.ReferenceEquals )，如果是同一個位置，當然不用講，就絕對相同了，但如果是不同位置，他還會利用底層的EqualsHelper方法來看看內容值是否相等。

public override bool Equals(object obj)
{
    if (this == null)
    {
        throw new NullReferenceException();
    }
    string strB = obj as string;
    if (strB == null)
    {
        return false;
    }
    return (object.ReferenceEquals(this, obj) || EqualsHelper(this, strB));
}

所以雖然String也繼承於Object，但他複寫了Equals，所以我們可以輕鬆地去比對兩個字串是否相等。

String.Equals(String)

另外一個string.Equals(String)反組譯後如下，基本上和上面的差不多，差別於，這個是直接傳入String並非Object型別。

public bool Equals(string value)
{
    if (this == null)
    {
        throw new NullReferenceException();
    }
    if (value == null)
    {
        return false;
    }
    return (object.ReferenceEquals(this, value) || EqualsHelper(this, value));
}

接下來是String的等於等於。

String的等於比較運算子

在String裡面寫了等於比較運算子，寫法如下，使用operator關鍵字來處理，所以我們這邊可以看到，其實String的等於比較運算子，實際上是呼叫String.Equals(String,String)這個靜態方法

public static bool operator ==(string a, string b)
{
    return Equals(a, b);
}

接下來我們看一下String的靜態方法。

String.Equals(String,String)

String也有Equals靜態方法，內容如下。

public static bool Equals(string a, string b)
{
    return ((a == b) || (((a != null) && (b != null)) && EqualsHelper(a, b)));
}

這裡比較奇怪的是a==b這段，原則上如果a和b都是字串了，則應該又會進入string靜態的Equals，但這邊感覺上只是去比對位置是否相等；畢竟程式碼是反組譯出來的，真實程式碼是否這樣子，也不能確定，但可以確定的是，String的等於比較運算式，實際上還是回到了Equals方法裡面，這點MSDN也有提到。

Int32.Equals(Object)

接下來，我們看看Int32的部分，這部分也是Override，沒有甚麼太特別之處。

public override bool Equals(object obj)
{
    return ((obj is int) && (this == ((int) obj)));
}

其次是Int32.Equals(Int32)的部分

Int32.Equals(Int32)

這部分就更簡單，Int32是實質型別，所以也沒有甚麼比對位置或是值的問題。

public bool Equals(int obj)
{
    return (this == obj);
}

同樣的Int32是實質型別，所以Int32也沒有復寫等於運算式。

初步的結論

所以，到此，我們這邊初步的結論，如果是要比較兩個物件的內容，無論是使用比較運算子(等於等於 == )或是使用Equals，通通都只會比較是否參考到同一個位置，所以只要參考的位置不同，兩個物件的內容就算相同，很不幸的，還是傳回False。

但如果是int或是strting，無論是使用比較運算子(等於等於 ==)或是使用Equals，都會比較值，只要值不同，就會傳回False。

複雜的問題

接下來就是幾個大家常見的複雜問題。

object a = 1;
object b = 1;
bool value = a == b;
bool value2 = a.Equals(b);

第一個最常見的應該就是這個了吧，答案第一個value是false，第二個value2是true，那是因為1 這個值已經被Boxing起來了存成object型別了，所以當使用等於比較運算式時，就等同於object == object，所以依照上面的理論，除了Int和string以外，除非位置相同，不然都會傳回false，而這邊又因為Boxing的關係，所以它們的位置是不同的。

關於第二個答案是True的關係，那是因為雖然被包成Object型別，但骨子裏面還是Int32，基於多型的概念，實際上，執行的這個Equals，是執行Int32.Equals(Object)，所以對照上面，就會變成比較值是否相等。

基本上這個問題是一般大家網路上已經可以常常看到的問題了，接下來是這段。

object c = "a";
object d = "a";

bool valueString = c == d;
bool valueString2 = c.Equals(d);

答案是兩個都是True!，為什麼呢?這裡隱藏了一個陷阱，如果以剛剛的理論來說，等於比較運算式，非實質型別和String的時候，都會只會比較位置，但這裡的c == d的部分，兩個都是object，所以只會比較位置，理論上，會產生兩個string”a”，且不同位置，所以應該會是false阿，但這裡卻為True!，所以表示位置一樣!?，是的，沒錯，這裡的位置真的一樣，因為CLR存在著一種機制，當它初始化時，它會創建一個內部hash，其中key是我們所要存放的字串，而value是誰引用。當定義一個新的string 時，系統會檢查是否有相同的。如果找不到，就建立一個新的，如果找到就直接引用，所以這邊位置是相同的。

所以實際上要怎樣做，才會產生兩個字串呢!?我們直接new一個新的字串，這樣他就不會自動幫忙檢查了。

object e = new string('a', 1);
object f = new string('a', 1);

bool valueStrin3 = e == f;
bool valueString4 = e.Equals(f);

如果是這樣，比對出來的結果，第一個就是False，第二個是True。

結尾

其實等於比較運算式在實質型別裡面，是沒有甚麼問題的，因為實際存放的東西，就是實質，例如:1、a這類東西，所以等於比較運算式會去比較兩個記憶體上的實質，其實是沒甚麼問題的，但是如果是參考型別，雖然物件內容可能一樣，但實際上，存放在記憶體的實質，只是個位置，而這兩個物件的位置，一定不一樣，所以等於比較運算式，只會比對出兩個位置不同；在Java的String和C#一樣，都是物件，所以存放在記憶體上的都是位置，但有點不一樣的是，C#有幫忙復寫了等於比較運算式，他裡面實際上會去呼叫String的Equals，所以在C#上使用等於比較運算式，能比較出真正String的值，但Java裡面，就只能使用Equals了。