ADT与OOP中的等价性

ADT与OOP中的等价性

在复习过程中，发现对于等价性的各个判定方式和角度非常容易混淆，所以梳理一下相关知识。

ADT的等价性

等价关系首先需要满足自反、对称、传递。ADT是对数据的抽象，体现为一组对数据的操作。抽象函数AF是从内部表示到抽象表示的的映射。

三种看待等价的方式

1. 使用AF来定义等价性，即如果AF映射到相同的结果，则等价。
2. 站在外部观察者的角度来定义等价，即对两个对象调用任何相同的操作，得到相同的结果。
3. 引用等价，“==”，即二者指向同一个引用对象。

equals与==

equals和==是测试等价性的两种方法。

• == 测试引用等价性，即两个对象只有内存地址相同才等价。

  对于基本数据类型，用==判断相等

• equals测试对象等价性，即两个对象内容相同就等价。

  对于引用数据类型，用equals判断相等

equals方法

在Object类中的equals方法与“==”作用相同，判断引用等价性。因此大多时候，我们需要对equals方法进行重写。

equals方法重写

在对equals方法重写的过程中，应该注意，重写必须严格遵守签名，即所传入的参数应为Object类型对象，所以对equals的重写需要首先使用instanceof关键字对其进行动态类型检查，如果符合我们要检测的类型，则将其强制转化为我们需要的类型，在对比其内容。

具体实例如下图所示：

对象中的equals需要满足契约，自反、传递、对此、一致性、非空，并且对类中的所有对象都要生效。此外，相等的对象，其hashcode()的结果必须一致。

Hashcode的契约

等价的对象必须要有相同的hashcode，但不等价的对象，也可以映射到相同的hashcode。

重写方法：通过equals计算中用到的所有信息来组合出新的hashcode。

当你重写equals时就一定要重写hashcode，除非你保证你的ADT不会被放在Hash类型的集合中

可变类型的等价性

可变类型的等价性有两种解释方法：

1. 观察等价性，在不改变状态的情况下，两个mutable对象看起来是否一致。
2. 行为等价性，调用任何方法都展示出一致的结果。

可变类型无需重写equals和hashcode方法，根据自定义类型需要决定。

对于不可变类型，因为其没有mutator方法，所以二者意义相同。不可变类型必须重写equals和hashcode方法。

Java中的可变类型的等价性

• 对大多数可变数据类型（如:Collections、List）都是观察等价性。
• 但部分可变数据类型（StringBuilder）是行为等价性。（一般与==相同）

如果某个mutable的对象包含在Set集合类中，当其发生改变后，集合类的行为不确定。