淺析c#中==操作符和equals方法
在之前的文章中，我們講到了使用C#中提供的Object類的虛Equals方法來判斷Equality，但實際上它還提供了另外一種判斷Equality的方法，那就是使用==運算符。許多童鞋也許會想當然的認為==不過是Equals方法的語法糖而已，然而事實卻並非如此。盡管從實現上來說，它給出的判定結果往往和Object.Equals方法一致，但這不是必須的，因為兩者的實現機制完全相同。下面就讓我們看看兩者的區別。
1、==和基元類型
讓我們首先從最基礎的基元類型，如int、float、double等開始，看看==是如何對他們進行相等性測試的。
class Program
{
static void Main(String[] args)
{
int number1 = 9;
int number2 = 9;
Console.WriteLine(number1.Equals(number2));
Console.WriteLine(number1 == number2);
Console.Read();
}
}
上面的代碼中，我們比較兩個整數的相等性，其中用到了兩種比較方式，第一種調用Int32類型對Object.Equals方法的重載版本，第二種調用==運算符。兩種比較方法的結果都顯示true，似乎兩者的實現機制都是調用的Equals方法進行比較一樣。下面讓我們使用ildasm.exe實用程序來驗證一下這個猜想是否正確吧。
上面這條IL語句對應於源碼中的第一個比較方式，可以看到它是通過調用Object.Equals實現的，該方法的定義位於System.Int32類型中，並且是實現了IEquatable<int>接口。
下面來看==操作符對應的IL語句。
可以看到，==操作符生成的IL並沒有調用Object.Equals，而是生成了一條ceq指令，該指令的作用是比較加載到棧上的兩個值並且是通過CPU寄存器進行相等性比較的。
總結：對於基元類型的相等性判斷而言，C#中==操作符是通過ceq指令實現的，而非Object.Equals方法。
2、==和引用類型
接下來讓我們看下==如何對引用類型進行相等性判定。
static void Main(string[] args)
{
Customer C1 = new Customer();
C1.FirstName = "Si";
C1.LastName = "Li";
Customer C2 = new Customer();
C2.FirstName = "Si";
C2.LastName = "LI";
Console.WriteLine(C1.Equals(C2));
運行上面的代碼，結果會顯示兩個False。這不由得讓我們猜測：==運算符和Equals方法一樣，也是作引用相等性判定，而不是值相等性判定。接下來讓我們通過ildasm.exe查看IL代碼確認一下。
可以看到，對於C1.Equals(C2)而言，它生成的IL代碼，調用的是Object.Equals方法，由於沒有重載，故默認進行引用相等性測試。而對於C1==C2，它對於生成的IL代碼，僅是一條ceq指令，這裏用來判定引用相等性。
也許有童鞋好奇==是如何作引用相等性判定的。這是因為引用類型的變量持有的是同類型的實例對象的內存地址，而內存地址不過是一個數字，因此可以用ceq判等性測試，就像對整數類型的判等測試一樣。
總結：對於引用類型的判等而言，==操作符是通過ceq指令比較內存地址來實現的。
3、==和String類型
同上，還是通過一段簡單的代碼測試==如何對String類型作相等性測試。
class Program
{
static void Main(String[] args)
{
string str1 = "hello";
string str2 = String.Copy(str1);
Console.WriteLine(ReferenceEquals(str1, str2));
Console.WriteLine(str1 == str2);
Console.WriteLine(str1.Equals(str2));
Console.Read();
}
}
測試以上代碼，結果顯示：False True True。答案已經很明朗了，==操作符對String類型作值相等性測試。下面通過IL代碼揭秘一下==的運行機制。
從以上的IL代碼片段中，我們並未發現ceq指令，而是調用了一個op_equality(string, string)方法。那麽該方法是如何產生的呢？實際上，這是由於String類重載了==運算符導致的。在C#中，如果重載了==運算符，那麽編譯器就會編譯生成一個static方法，名字為op_equality。
若在VS中通過導航到定義來查看String類的源代碼，會發現String類實現了兩個運算符重載方法，一個是相等性測試，另一個是不等性測試。
當我們為自己的類型重載==操作符的實現時，應該牢記一點：為了通過編譯，應為==和!=同時提供重載實現。
總結：
1、通過上面的學習，我們知道對於引用類型，==操作符會以下面兩種方式之一進行判等測試。
-
- 若存在==的重載實現，那麽編譯器將把它編譯為一個static方法。
- 若不存在==的重載實現，編譯器將它編譯為一條ceq指令，比較內存地址。
2、當我們更改一個類型的判等邏輯時，應該同時為Equals方法和==提供實現，並且應保證兩者的比較結果一致，否則，使用該類型的開發人員將感到困惑。
4、==和值類型
通過上面的學習，我們已經曉得==如何對基元類型和引用類型作判等測試。但還未提及非基元值類型，下面讓我們看看==操作符如何
還是以上面提到的Customer類為例，只是這次我們將它變更為struct。代碼如下：
static void Main(string[] args)
{
Customer C1 = new Customer();
C1.FirstName = "Si";
C1.LastName = "Li";
Customer C2 = new Customer();
C2.FirstName = "Si";
C2.LastName = "LI";
Console.WriteLine(C1.Equals(C2));
Console.WriteLine(C1==C2);
Console.Read();
}
public struct Customer
{
public string FirstName { get; set; }
public string LastName { get; set; }
}
若運行上面的程序，會產生如下的編譯錯誤：
該錯誤清楚地向我們指明：不存在用於非基元值類型的重載==操作符。若要使用==進行判等，必須由我們提供。現在讓我們在Customer結構的定義中添加以下代碼：
public static bool operator ==(Customer p1, Customer p2)
{
}
此時，Main方法中的代碼就不會產生編譯錯誤了，但是該程序仍不能編譯通過，因為operator ==方法的返回值類型為bool，而我們並沒有提供任何返回值。但這並不重要，我們僅僅在這裏探討了應為非基元值類型提供==操作符的重載實現，具體的實現代碼根據自己的業務需求填充就行了。
5、總結
下面讓我們來總結一下==和Equals方法對各種類型進行判等性測試的邏輯：
- 對於基元類型，比如
int,float,long,bool等，兩者均比較值，故比較結果一致。 - 對於大多數引用類型而言，==和Object.Equals方法均默認比較引用，但可以選擇重載==和Equals方法，但為了不使該類型的使用者感到困惑，應同時overload或override兩者，並使兩者的判定結果保持一致。
- 對於非基元值類型而言，Object.Equals方法將通過反射進行值相等性測試，但它的性能低下，實踐中最好override該方法以實現快速判等；而==操作符默認情況下不可用，若想用需自己實現。
由於==操作符比較簡潔，因此在平常開發中更受喜愛，但它也存在缺陷，我將在下篇博文中進行介紹。
淺析c#中==操作符和equals方法