【Java】集合之编写 equals 方法

List equals()

List 还提供了boolean contains(Object o)方法来判断 List 是否包含某个指定元素。此外，int indexOf(Object o)方法可以返回某个元素的索引，如果元素不存在，就返回-1。

我们来看一个例子：

import java.util.List;
public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> list = List.of("A", "B", "C");System.out.println(list.contains("C")); // trueSystem.out.println(list.contains("X")); // falseSystem.out.println(list.indexOf("C")); // 2System.out.println(list.indexOf("X")); // -1}
}

这里我们注意一个问题，我们往List 中添加的 “C” 和调用 contains("C") 传入的"C"是不是同一个实例？

如果这两个"C"不是同一个实例，这段代码是否还能得到正确的结果？我们可以改写一下代码测试一下：

import java.util.List;
public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> list = List.of("A", "B", "C");System.out.println(list.contains(new String("C"))); // true or false?System.out.println(list.indexOf(new String("C"))); // 2 or -1?}
}

因为我们传入的是new String("C")，所以一定是不同的实例。结果仍然符合预期，这是为什么呢？

因为List内部并不是通过==判断两个元素是否相等，而是使用equals()方法判断两个元素是否相等，例如contains()方法可以实现如下：

public class ArrayList {Object[] elementData;public boolean contains(Object o) {for (int i = 0; i < elementData.length; i++) {if (o.equals(elementData[i])) {return true;}}return false;}
}

因此，要正确使用List的contains()、indexOf()这些方法，放入的实例必须正确覆写equals()方法，否则，放进去的实例，查找不到。我们之所以能正常放入String、Integer这些对象，是因为Java标准库定义的这些类已经正确实现了equals()方法。

我们以Person对象为例，测试一下：

import java.util.List;
public class Main {public static void main(String[] args) {List<Person> list = List.of(new Person("Xiao Ming"),new Person("Xiao Hong"),new Person("Bob"));System.out.println(list.contains(new Person("Bob"))); // false}
}class Person {String name;public Person(String name) {this.name = name;}
}

不出意外，虽然放入了new Person("Bob")，但是用另一个new Person("Bob")查询不到，原因就是Person类没有覆写equals()方法。

编写equals

如何正确编写equals()方法？equals()方法要求我们必须满足以下条件：

自反性（Reflexive）：对于非null的x来说，x.equals(x)必须返回true；
对称性（Symmetric）：对于非null的x和y来说，如果x.equals(y)为true，则y.equals(x)也必须为true；
传递性（Transitive）：对于非null的x、y和z来说，如果x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)也必须为true；
一致性（Consistent）：对于非null的x和y来说，只要x和y状态不变，则x.equals(y)总是一致地返回true或者false；
对null的比较：即x.equals(null)永远返回false。
上述规则看上去似乎非常复杂，但其实代码实现equals()方法是很简单的，我们以Person类为例：

public class Person {public String name;public int age;
}

首先，我们要定义“相等”的逻辑含义。对于Person类，如果name相等，并且age相等，我们就认为两个Person实例相等。

因此，编写equals()方法如下：

public boolean equals(Object o) {if (o instanceof Person p) {return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;}return false;
}

对于引用字段比较，我们使用equals()，对于基本类型字段的比较，我们使用==。

如果this.name为null，那么equals()方法会报错，因此，需要继续改写如下：

public boolean equals(Object o) {if (o instanceof Person p) {boolean nameEquals = false;if (this.name == null && p.name == null) {nameEquals = true;}if (this.name != null) {nameEquals = this.name.equals(p.name);}return nameEquals && this.age == p.age;}return false;
}

如果Person有好几个引用类型的字段，上面的写法就太复杂了。要简化引用类型的比较，我们使用Objects.equals()静态方法：

public boolean equals(Object o) {if (o instanceof Person p) {return Objects.equals(this.name, p.name) && this.age == p.age;}return false;
}

因此，我们总结一下equals()方法的正确编写方法：

先确定实例“相等”的逻辑，即哪些字段相等，就认为实例相等；
用instanceof判断传入的待比较的Object是不是当前类型，如果是，继续比较，否则，返回false；
对引用类型用Objects.equals()比较，对基本类型直接用==比较。
使用Objects.equals()比较两个引用类型是否相等的目的是省去了判断null的麻烦。两个引用类型都是null时它们也是相等的。

如果不调用List的contains()、indexOf()这些方法，那么放入的元素就不需要实现equals()方法。

练习

给Person类增加equals方法，使得调用indexOf()方法返回正常：

import java.util.List;
import java.util.Objects;
public class Main {public static void main(String[] args) {List<Person> list = List.of(new Person("Xiao", "Ming", 18),new Person("Xiao", "Hong", 25),new Person("Bob", "Smith", 20));boolean exist = list.contains(new Person("Bob", "Smith", 20));System.out.println(exist ? "测试成功!" : "测试失败!");}
}class Person {String firstName;String lastName;int age;public Person(String firstName, String lastName, int age) {this.firstName = firstName;this.lastName = lastName;this.age = age;}
}