比较两个.NET数组对象

Question

我正在尝试比较两个 .NET 数组。这是一个比较字节数组的显而易见的实现：

bool AreEqual(byte[] a, byte[] b){
    if(a.Length != b.Length)
        return false;
    for(int i = 0; i < a.Length; i++)
        if(a[i] != b[i])
            return false;

    return true;
}

可以看到更精细的方法在这里（通过Google）。

1. 使用更少的代码（但易读）比较两个.NET数组的最简单方法是什么？
2. 比较两个.NET数组的最有效方法是什么？

- Vulcan Eager

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如果它们是引用相等的，你也可以添加一个提前退出。 - justin.m.chase

Answer 1

你可以使用SequenceEqual：

string[] a = { "1", "2", "3" };
string[] b = { "1", "2", "3" };

bool areEqual = a.SequenceEqual(b); // true


string[] c = { "1", "2", "5" };
areEqual = a.SequenceEqual(c);      // false

- CMS

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这个页面提供了一些性能信息，并声称SequenceEqual比使用循环的自定义实现慢大约10倍。我想知道为什么。 - Roland Pihlakas

默认情况下，SequenceEqual 方法不可用，您必须使用 System.Linq。这是一个很好的知识点，以防您感到困惑（就像我一样）。 - Arne

Answer 2

我认为Kathy的方法不错。我个人会允许明确指定比较器：

bool AreEqual<T>(T[] a, T[] b)
{
    return AreEqual(a, b, EqualityComparer<T>.Default);
}

bool AreEqual<T>(T[] a, T[] b, IEqualityComparer<T> comparer)
{
    // Handle identity comparison, including comparing nulls
    if (a == b)
    {
        return true;
    }

    if (a == null || b == null)
    {
        return false;
    }

    if(a.Length != b.Length)
    {
        return false;
    }

    for(int i = 0; i < a.Length; i++)
    {
        if(!comparer.Equals(a[i], b[i]))
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

如CMS所提到的那样，SequenceEqual很好，但由于它适用于IEnumerable<T>，我认为它不能在长度不相等时进行“提前退出”。（虽然可能会检查两个序列都实现IList，以直接检查Count。）您可以更加通用一些，使用IList<T>。

bool AreEqual<T>(IList<T> a, IList<T> b, IEqualityComparer<T> comparer)
{
    if(a.Count != b.Count)
    {
        return false;
    }
    for(int i = 0; i < a.Count; i++)
    {
        if(!comparer.Equals(a[i], b[i]))
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

直接使用数组版本可能是最有效的 - 添加通用性和抽象通常会影响性能，尽管是否显著取决于您的应用程序。

- Jon Skeet

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以上代码片段应该有 if (!comparer.Equals(a[i], b[i])) return false 吗？我是不是发现了我的宇宙中的一个异常 :) - Gishu

如果您想检查计数，应该使用ICollection<T>而不是IList<T>，因为它定义了所有.NET集合应该实现的内容（数组、列表、集合、队列等）。虽然我不同意null == null的比较。对于EqualityComparer，我给出+1。 - Shelakel

@Shelakel：我也在使用 IList<T> 的索引器。你为什么不同意 null == null？这是大多数 C# 相等运算符的做法...在 .NET 的上下文中，使 null 不等于自身会显得很奇怪，我的看法是这样的。 - Jon Skeet

@JonSkeet：使用索引器应该会更快，不幸的是，没有共享的ICollection接口支持索引器 - 猜测最好的方法是为数组和列表以及ICollection和IEnumerable实现这个接口作为回退。在长度检查之前，最好先执行ReferenceEquals方法。我之所以说null != null的主要原因是a和b之间没有比较（没有引用、哈希代码、成员、行为），如果相等性需要可衡量的值，那么null!=null。 - Shelakel

@Shelakel：是的，如果您需要为ICollection<T>实现此功能，则有其他替代方案，但这些替代方案并不是此问题所必需的。至于空值性，如果a和b都为空，则这些是正在比较的引用...这就是所有可用的信息。在.NET中，null == null几乎无处不在。如果相等性“需要可衡量的值”，那么您可能不应该首先使用它与null一起使用。 - Jon Skeet

Answer 3

随着.NET 4的推出，你可以使用.NET数组显式实现接口IStructuralEquatable提供的Equals()方法。然后代码可能看起来像这样（我改写了CMS的示例）：

string[] a = { "1", "2", "3" };
string[] b = { "1", "2", "3" };
bool result = ((IStructuralEquatable)a).Equals(b, StructuralComparisons.StructuralEqualityComparer);
// result evaluates to true.

< p >（IStructuralEquatable 也被实现在元组中（这也是 .NET 4 中的新功能）。）< /p >

- Nico

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或者使用 StructuralComparisons.StructuralEqualityComparer.Compare(a,b) 进行比较。 - Chris Bednarski

谢谢Chris！你的解决方案比我的重要好处是：它是空值感知的。 - Nico

Answer 4

也许像这样吗？

static bool AreEqual<T>(T[] a, T[] b) 
{
    bool areEqual = false ;
    T[] result = a.Intersect(b.AsEnumerable()).ToArray();
    areEqual = (result.Length == a.Length) && (result.Length == b.Length);
    return areEqual;
}

我不确定这个会对性能造成什么影响。

编辑

修订版本已考虑到Jon的建议：

    static bool AreEqual<T>(T[] a, T[] b) 
    {
        return a.SequenceEqual(b);
    }

- Igor Zelaya

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如果您可以使用LINQ，并且不介意与直接使用数组相比的性能损失（并且提前退出以处理不同的长度），那么SequenceEqual是前进的方式。 - Jon Skeet

这个解决方案在存在重复项时会失败：{1，1，1} = {1，1，1} 返回false。它也不考虑顺序：{1，2}！= {2，1} 返回true。 - Jon Skeet

"{1, 2} != {2, 1}" 返回 true，这意味着顺序被考虑了，对吗？ - Agnel Kurian

我想说的是，排序应该被考虑在内，但实际上并没有。这两个数组应该被视为不同，但是在这个答案的原始版本中，AreEqual返回true。对于造成的困惑，我感到很抱歉。 - Jon Skeet

如果您想检查两个集合是否具有相同的唯一值，则可以使用以下代码：return (new HashSet<T>(a)).SetEquals(b);（此方法忽略顺序，不关心同一值是否存在多次）。 - NiKiZe