Java 中的 equals 和 Objects 详解

简介

在 Java 编程中，equals 方法和 Objects 类是处理对象相等性比较的重要部分。equals 方法是 Object 类的一个方法，所有 Java 类都继承自它，用于定义对象之间的相等性逻辑。而 Objects 类是 Java 7 引入的一个工具类，提供了一些实用的静态方法来处理对象，其中有与 equals 方法相关的辅助方法，帮助我们更方便、安全地进行对象相等性比较。深入理解它们的使用对于编写健壮、正确的 Java 代码至关重要。

目录

1. equals 基础概念
2. equals 使用方法
3. Objects 基础概念
4. Objects 使用方法
5. 常见实践
6. 最佳实践
7. 小结
8. 参考资料

equals 基础概念

equals 方法在 java.lang.Object 类中定义，其原始实现是基于对象的内存地址进行比较，即两个对象只有在内存中是同一个对象时（通过 == 比较返回 true），equals 方法才返回 true。然而，在实际应用中，我们通常希望根据对象的内容来判断相等性，因此需要在自定义类中重写 equals 方法。

equals 方法的契约

重写 equals 方法时需要遵循以下契约： 1. 自反性：对于任何非空引用值 x，x.equals(x) 必须返回 true。 2. 对称性：对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时，x.equals(y) 必须返回 true。 3. 传递性：对于任何非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回 true 并且 y.equals(z) 返回 true，那么 x.equals(z) 必须返回 true。 4. 一致性：对于任何非空引用值 x 和 y，多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false，前提是对象的用于相等性比较的信息没有被修改。 5. 对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 必须返回 false。

equals 使用方法

重写 equals 方法示例

下面以一个简单的 Person 类为例，展示如何重写 equals 方法：

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

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // 自反性检查
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        // 检查对象是否为空或类型是否不匹配
        if (obj == null || getClass()!= obj.getClass()) {
            return false;
        }
        Person other = (Person) obj;
        // 比较对象的属性
        return name.equals(other.name) && age == other.age;
    }
}

测试 equals 方法

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("Alice", 25);
        Person person2 = new Person("Alice", 25);
        Person person3 = new Person("Bob", 30);

        System.out.println(person1.equals(person2)); // 输出: true
        System.out.println(person1.equals(person3)); // 输出: false
    }
}

Objects 基础概念

java.util.Objects 类是一个工具类，它包含了一些静态实用方法，用于处理对象，比如 null 安全的对象操作、生成对象的哈希码等。其中与 equals 相关的方法可以帮助我们更方便地进行对象相等性比较，尤其是在处理可能为 null 的对象时。

Objects 使用方法

Objects.equals 方法

Objects.equals 方法用于比较两个对象是否相等，并且在比较时会自动处理 null 值。其方法签名如下：

public static boolean equals(Object a, Object b)

示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "Hello";
        String str3 = null;

        System.out.println(Objects.equals(str1, str2)); // 输出: true
        System.out.println(Objects.equals(str1, str3)); // 输出: false
    }
}

Objects.deepEquals 方法

Objects.deepEquals 方法用于深度比较两个对象是否相等，适用于数组等复杂对象结构。它会递归地比较对象的内容。 示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {1, 2, 3};
        int[] arr2 = {1, 2, 3};
        int[] arr3 = {1, 2, 4};

        System.out.println(Objects.deepEquals(arr1, arr2)); // 输出: true
        System.out.println(Objects.deepEquals(arr1, arr3)); // 输出: false
    }
}

常见实践

在集合中使用 equals

在使用集合类（如 List、Set）时，equals 方法用于判断元素是否相等。例如，在 HashSet 中，当添加元素时，会使用 equals 方法和 hashCode 方法来确保集合中元素的唯一性。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Person> personSet = new HashSet<>();
        Person person1 = new Person("Alice", 25);
        Person person2 = new Person("Alice", 25);

        personSet.add(person1);
        personSet.add(person2);

        System.out.println(personSet.size()); // 输出: 1，因为 person1 和 person2 根据 equals 方法是相等的
    }
}

数据库查询结果比较

在从数据库查询数据并进行业务逻辑处理时，可能需要比较查询结果对象是否相等。通过正确重写 equals 方法，可以方便地进行对象相等性判断。

最佳实践

遵循 equals 契约

在重写 equals 方法时，务必严格遵循 equals 方法的契约，确保代码的正确性和一致性。

同时重写 hashCode 方法

当重写 equals 方法时，必须同时重写 hashCode 方法。因为在使用基于哈希的集合（如 HashMap、HashSet）时，hashCode 方法用于快速定位对象，而 equals 方法用于精确比较对象。如果两个对象根据 equals 方法相等，那么它们的 hashCode 方法必须返回相同的值。

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

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        if (obj == null || getClass()!= obj.getClass()) {
            return false;
        }
        Person other = (Person) obj;
        return name.equals(other.name) && age == other.age;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + ((name == null)? 0 : name.hashCode());
        result = prime * result + age;
        return result;
    }
}

使用 Objects 类辅助方法

在进行对象相等性比较时，尤其是在处理可能为 null 的对象时，优先使用 Objects.equals 方法，以确保代码的健壮性和简洁性。

小结

equals 方法和 Objects 类在 Java 中对于处理对象相等性比较起着关键作用。equals 方法需要根据对象的实际需求进行正确重写，并遵循其契约。Objects 类提供了方便的静态方法，帮助我们更安全、便捷地进行对象比较。在实际编程中，遵循最佳实践，如同时重写 hashCode 方法、使用 Objects 类的辅助方法等，能够提高代码的质量和可维护性。

参考资料

• Oracle Java 官方文档 - Object 类
• Oracle Java 官方文档 - Objects 类