软件构造3.5ADT和OOP中的“等价性”

Chapter3:抽象数据类型（ADT）和面向对象的编程（OOP）

3.5ADT和OOP中的等价性（Equality in ADT and OOP）

1.等价关系(Equivalenve Relation)

等价关系：自反，对称，传递

2.判断等价性的两种方法。

1. 抽象函数AF：AF(a)=AF(b);
2. 利用观察者Observation.

3.==和.equals()的区别

• ==比较的是地址
• .equals()比较的是内容

在自定义ADT时，需要根据对“等价”的要求，决定是否重写Object的equals();

4.实现.equals()

注意：

1. 实现equals需要使用重写(override),而不能使用重载(overload)。
2. 重写是动态检查，重载是静态检查，重载在编译时就决定使用哪个。

例子一：使用重载会发生的问题。
当Object o2=d2后; d1.equals(o2)显示为错，因为o2在编译阶段就决定使用了原先的方法，比较的是地址，所以出现false。

例子二：.equals()重写的方法

instanceof用法注意:

1. 作用:判断某个对象时不是特定类型(或其子类型)。
2. 动态类型检查，运行的时候判断。即Object a=new Horse();a在运行时为Horse类。
3. 除了用于实现equals()方法，尽可能避免使用instanceof和getClass()。

instanceof错误用法的例子：
原因是以后有更多的子类需要一个个进行书写，当一个子类进行更改时，需要对instanceof内部代码进行修改，容易造成很多问题。

使用重写来避免使用instanceof
acct无论是哪种子类，通过重写，用相同的方法，可以返回不同的值，带来了极大的便利性。

5.对象契约(The Object contract)

**equals()相等：**相等的对象，其hashCode()的结果必须一致。
HashTable工作原理： 键值中的key被映射为hashcode,对应到数组的index，hashcode决定了数据被存储到数组的哪个位置。

HashCode重写的两个例子：

6.可变类型的等价性(Equality of Mutable Types)

1. 观察等价性：在不改变状态的情况下，两个mutable对象看起来一致。
2. 行为等价性：调用对象的任何方法展示出一致的结果。

但在有些时候，观察等价性可能导致bug，甚至可能破坏RI。
例子：
    在这个例子中，先生成一个新的list，然后list.add(a),再将list加入到一个set中。set.contains(list)为真，而再向list中加一个元素，set.contains(list)为假。

**可变类型观察等价性出现bug的原因：**对象的hashcode变了，但是HashSet没有更新其在bucket的位置，查找时在新hashcode的位置找不到元素。

对于可变类型（地址空间不会改变）：

1. 实现行为等价性即可。
2. 只有指向同样内存空间的objects，才是相等的。
3. 无需重写equals(),hashcode()两个函数，直接继承Object两个方法即可。
4. 如果一定要判断两个可变对象是否一致，最好定义一个新的方法。

可变类型使用不同的等价性标准：

对于不可变类型：

1. 必须重写equals(),hashcode()两个函数.

equals的行为等价性和观察等价性：

• equals的行为等价性是判定地址是否相同
• 观察等价性是判定特定内容是否相同

**例题：**Bag是一个可变类型，分别利用equals的行为等价性和观察等价性进行判定是否相同。

可以用.clone()进行复制

7.自动包装和等价性(Autoboxing and Equality)

几段代码：

1. 只要数值相等，调用.equals都相等。
2. Integer a=new Integer(2)为a创建了新的地址空间，所以==不相等。
3. Integer a=2，没有为a创建新的地址空间，而是直接将a指向了编译器已经创建好的地址空间。（-128~127java为部分常数创建好了地址空间），所以==比较相等。
4. Integer a=128，将重新给a创建地址空间，所以==比较不相等。
5. Integer a=new Integer(2)，而是用(int)a==进行比较时相等，因为转为int型，进行=比较的时候比较的是值的大小，所以=比较相等

  Integer a=new Integer(128);
  Integer b=new Integer(128);
  System.out.println(a==b);    //false
  System.out.println(a.equals(b));//true
  --------------------------------------------------
  Integer a=new Integer(2);
  Integer b=new Integer(2);
  System.out.println(a==b);    //false
  System.out.println(a.equals(b));//true
 --------------------------------------------------
  Integer a=2;
  Integer b=2;
  System.out.println(a==b);    //true
  System.out.println(a.equals(b));//true
  --------------------------------------------------
  Integer a=128;
  Integer b=128;
  System.out.println(a==b);    //false
  System.out.println(a.equals(b));//true
  --------------------------------------------------
  Integer a=128;
  Integer b=128;
  System.out.println((int)a==(int)b);//true
  System.out.println(a.equals(b));//true