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相等性与哈希（值与引用）

理解引用相等性与值相等性，正确重写 Equals/GetHashCode，实现 IEquatable ，并在集合和字典中使用自定义比较器。

相等性与哈希（值与引用） 是 CoddyKit 上的免费 C# Academy 课时。这是第 3 节课，共 3 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 C# Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C# Academy 课程共包含 3 节课。

相等性基础

目标：让相等性行为符合您的预期。

引用相等性与值相等性
Equals + GetHashCode 契约
使用 IEquatable<T> 提高速度
无法修改类型时使用自定义比较器

引用相等性的陷阱

类默认使用引用相等性。两个数据相同但彼此独立的对象并不相等，除非您实现值相等性。

using System;
using System.Collections.Generic;

public sealed class Point // no overrides
{
  public int X;
  public int Y;
  public Point(int x, int y){ X = x; Y = y; }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    Point a = new Point(1, 2);
    Point b = new Point(1, 2);

    Console.WriteLine("a == b ? " + (a == b)); // reference equality: False
    Console.WriteLine("a.Equals(b) ? " + a.Equals(b)); // False

    HashSet<Point> set = new HashSet<Point>();
    set.Add(a);
    Console.WriteLine("Contains b? " + set.Contains(b)); // False (unexpected)
  }
}

已实现值相等性

实现 IEquatable<T>，重写 Equals 和 GetHashCode。哈希值必须与相等性匹配：相等的对象 → 哈希值相同。

using System;
using System.Collections.Generic;

public sealed class ValuePoint : IEquatable<ValuePoint>
{
  public int X;
  public int Y;
  public ValuePoint(int x, int y){ X = x; Y = y; }

  public bool Equals(ValuePoint other)
  {
    if (ReferenceEquals(other, null)) return false;
    if (ReferenceEquals(this, other)) return true;
    return X == other.X && Y == other.Y;
  }

  public override bool Equals(object obj)
  {
    return Equals(obj as ValuePoint);
  }

  public override int GetHashCode()
  {
    // Simple, stable combination (avoid randomness)
    unchecked
    {
      int hash = 17;
      hash = hash * 31 + X.GetHashCode();
      hash = hash * 31 + Y.GetHashCode();
      return hash;
    }
  }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    ValuePoint a = new ValuePoint(1, 2);
    ValuePoint b = new ValuePoint(1, 2);

    Console.WriteLine("a.Equals(b)? " + a.Equals(b)); // True

    HashSet<ValuePoint> set = new HashSet<ValuePoint>();
    set.Add(a);
    Console.WriteLine("Contains b? " + set.Contains(b)); // True (value semantics)
  }
}

自定义比较器

当无法修改类型本身时，将自定义 IEqualityComparer<T> 传递给 HashSet/Dictionary。

using System;
using System.Collections.Generic;

public sealed class Person // imagine from a library; cannot edit
{
  public string Name;
  public int BirthYear;
  public Person(string name, int year){ Name = name; BirthYear = year; }
}

public sealed class PersonComparer : IEqualityComparer<Person>
{
  public bool Equals(Person a, Person b)
  {
    if (ReferenceEquals(a, b)) return true;
    if (ReferenceEquals(a, null) || ReferenceEquals(b, null)) return false;
    return a.Name == b.Name && a.BirthYear == b.BirthYear;
  }

  public int GetHashCode(Person p)
  {
    if (ReferenceEquals(p, null)) return 0;
    unchecked
    {
      int h = 23;
      h = h * 31 + (p.Name == null ? 0 : p.Name.GetHashCode());
      h = h * 31 + p.BirthYear.GetHashCode();
      return h;
    }
  }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    Person p1 = new Person("Ada", 1815);
    Person p2 = new Person("Ada", 1815);

    HashSet<Person> set = new HashSet<Person>(new PersonComparer());
    set.Add(p1);
    Console.WriteLine("Contains p2? " + set.Contains(p2)); // True via comparer
  }
}

契约与陷阱

规则：

如果 Equals(a,b) 为 true ⇒ GetHashCode(a) == GetHashCode(b)
相等性应满足自反性、对称性和传递性
在可能的情况下，使用不可变字段计算哈希值
不要在 GetHashCode 中使用随机值

结构体与类的说明

结构体默认按字段进行比较（值语义）。类默认按引用进行比较，除非您实现值相等性。

using System;

public struct PointS // struct: value type
{
  public int X;
  public int Y;
  public PointS(int x, int y){ X = x; Y = y; }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    PointS a = new PointS(1, 2);
    PointS b = new PointS(1, 2);
    Console.WriteLine("Struct equality: " + a.Equals(b)); // True by default (field-wise)
  }
}

集合的相等性契约

快速检查：要让类具备可在 HashSet 和 Dictionary 中正常工作的值相等性，您应实现什么？

回顾

回顾：类需要实现 Equals/GetHashCode（通常还需要 IEquatable<T>）才能具有值语义；类型无法编辑时，请使用自定义比较器。

常见问题解答

「相等性与哈希（值与引用）」课时是免费的吗？

是的 — 「相等性与哈希（值与引用）」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C# Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C# Academy 课程共包含 3 节课。

「相等性与哈希（值与引用）」这节课中我会学到什么？

理解引用相等性与值相等性，正确重写 Equals/GetHashCode，实现 IEquatable ，并在集合和字典中使用自定义比较器。你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C# Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C# Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 3 节课，共 3 节。

「相等性与哈希（值与引用）」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C# Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C# Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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