“判斷兩個事物是否相等”,是編程中最常見的操作之一,在Java中,判斷是否相等有兩種方法,一種是使用“==”判斷符,另一種是使用“equals()”方法,你是否曾因混用二者導致不可思議的bug?本篇文章將帶你深入二者背后的判斷原理。
相等判斷符"=="
"=="相等判斷符用於比較基本數據類型和引用類型數據。 當比較基本數據類型的時候比較的是數值,當比較引用類型數據時比較的是引用(指針)。
"=="判斷基本類型數據
基本數據類型指的是Java中的八大數據類型:byte,short,int,long,float,double,char,boolean
這八大基本數據類型有個共同的特點是它們在內存中是有具體值的, 比如說一個int類型的數據"2",它在8位數據總線的機器上(假設的是8位)保存形式為 0000 0010。
當使用"=="比較兩個基本數據類型的時候, 就是比較它們各自在內存中的值。
為了照顧到要刨根問底的同學,再補充一下兩個數值是怎么比較的:cpu 在比較的時候會將兩個值作差,然后查看標志寄存器。標志寄存器存放的是運算的結果,里面有一個是否為0的標志位,如果該位為1,證明二者之差為0,二者相等。
"=="判斷引用類型數據
引用數據類型在字面上也是很好理解的, 它就是一個引用, 指向堆內存中一個具體的對象。
比如說Student stu = new Student();
這里的 stu 就是一個引用,它指向的是當前 new 出來的 Student 對象. 當我們想要操作這個 Student 對象時, 只需要操作引用即可, 比如說int age = stu.getAge();
。
所以用"=="判斷兩個引用數據類型是否相等的時候,實際上是在判斷兩個引用是否指向同一個對象。
看下面的示例:
public static void main(String[] args) {
String s1 = "hello"; //s1指向字符串常量池中的"hello"字符串對象
String s2 = "hello"; //s2也指向字符串常量池中的"hello"字符串對象
System.out.println(s1 == s2); //true
String s3 = new String("hello"); //s3指向的是堆內存中的字符串對象
System.out.println(s1 == s3); //false
}
從上面的例子可以看到,由於引用"s1"和"s2"指向的都是常量池中的"hello"字符串,所以返回true。(后面我會發布一篇詳細講述Java字符串的文章,涉及字符串初始化和字符串常量池等知識)
而"s3"指向的是新創建字符串對象,因為只要動用了new
關鍵字, 就會在堆內存創建一個新的對象。
也就是說 s1 和 s3 指向的是不同的字符串對象,所以返回false。
相等判斷方法equals()
equals()和 == 有着本質的區別,== 可以看作是對“操作系統比較數據手段”的封裝,而equals()則是每個對象自帶的比較方法,它是Java自定義的比較規則。
equals()和 == 的本質區別更通俗的說法是:==的比較規則是定死的,就是比較兩個數據的值。
而 equals() 的比較規則是不固定的,可以由用戶自己定義。
看下面的例子:
public static void main(String[] args) {
String s1 = "hello";
String s3 = new String("hello");
System.out.println(s1.equals(s3)); //true
}
回想前面的案例:用 == 比較的時候, 上面 s1 和 s3 比較出的結果為false。而當用 equals() 比較的時候,得出的結果為 true。
想知道原因我們還得看源碼,下面是 String 類中的 equals() 方法的源碼。
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) { //先比較兩個字符串的引用是否相等(是否指向同一個對象), 是直接返回true
return true;
}
if (anObject instanceof String) { //兩個引用不等還會繼續比較
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value; //字符串類是用字符數組實現的, 先要拿到兩個字符串的字符數組
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) { //然后對兩個數組逐個字符地進行比較
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
從上面的源碼可以看到, 當調用 String 類型數據的 equals() 方法時,首先會判斷兩個字符串的引用是否相等,也就是說兩個字符串引用是否指向同一個對象,是則返回true。
如果不是指向同一個對象,則把兩個字符串中的字符挨個進行比較。由於 s1 和 s3 字符串都是 "hello",是可以匹配成功的,所以最終返回 true。
思考:為什么要設計equals()方法?
通過上面的講解,相信你已經知道 == 和 equals() 的區別了:一個的比較規則是定死的,一個是可以由編程人員自己定義的。
可是為什么會有 equals() 方法, 而且還可以被自由定制呢?
這個問題要落到Java語言的核心 —— 面向對象思想了。
Java 不同於面向過程的C語言,Java是一款面向對象的高級語言。如果是面向過程編程,直接操作內存上存儲的數據的話,用 == 所定義的規則來判斷兩個數據是否相等已經足夠了。
而Java中萬物皆對象,我們經常要面臨的問題是這兩個對象是否相等,而不是這兩串二進制數是否相等,僅有 == 是完全不夠用的。
由於Java程序員們會創建各種滿足它們業務需求的對象,系統無法提前知道兩個對象在什么條件下算相等,Java干脆把判斷對象是否相等的權力交給編程人員。
具體的措施是:所有的類都必須繼承 Object 類,而 Object 類中寫有equals()方法。編程人員可以通過重寫 equals() 方法來實現自己的比較策略,也可以不重寫,使用Object類的equals()比較策略。
//Object類中的equals()方法源碼
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
從 Object 類的 equals() 源碼可以看到,如果編程人員沒有顯示地重寫 equals() 方法,則默認比較兩個引用是否指向同一個對象。
補充: 關於基本數據類型包裝類的比較
由於 Java 中萬物皆對象,就連基本數據類型也有其對應的包裝類,那么它們對應的比較策略是什么呢?
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
Integer b = new Integer(3);
System.out.println(b.equals(a)); //true, 自動裝箱
}
從上面的代碼可以看到盡管兩個引用不同, 但是輸出的結果仍為 true, 證明 Integer 包裝類重寫了 equals() 方法,追蹤其源碼:
//Integer類中的equals方法
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
從源碼看到,基本類型包裝類在重寫equals()后,比較的還是基本數據類型的值。
結束
通過探索 == 和 equals() 的區別,我們摸清楚了二者別后的比較策略,同時也對 Java 中 equals() 方法的設計進行了思考,相信大家在今后的 Java 編程實戰中不會再為相等判斷而煩惱了。