在C#中，Object.Equals是虚方法，但Object.operator==没有使用它？

Question

我遇到了C#中一个奇怪的“不对称”问题，我并不真正理解。请看以下代码：

using System;
using System.Diagnostics;
namespace EqualsExperiment
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            object apple = "apple";
            object orange = string.Format("{0}{1}", "ap", "ple");
            Console.WriteLine("1");
            Debug.Assert(apple.Equals(orange));
            Console.WriteLine("2");
            Debug.Assert(apple == orange);
            Console.WriteLine("3");
        }
    }
}

对于所有的.NET专家来说可能很明显，但是第二个断言失败了。

在Java中，我学到==是一种称为Object.ReferenceEquals的东西的同义词。在C#中，我认为Object.operator==使用Object.Equals，它是虚拟的，因此在System.String类中被重写。

有人能解释一下，为什么第二个断言在C#中失败了吗？我的哪些假设是错误的？

- wigy

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我在另一个帖子中找到了我的问题的答案。看起来object.operator==使用object.ReferenceEquals，但string.operator==使用object.Equals。这对我来说很反直觉，因为object.Equals是虚拟的，所以它已经可以在object.operator==中使用了。 - wigy

Answer 1

运算符被定义为静态方法，因此它们无法参与多态。因此，您的第二个断言使用了object的==定义（因为您的变量声明为object），它仅测试引用相等性。如果变量声明为string，则将使用string的==重载，并且第二个断言将成功。

- Thomas Levesque

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值得注意的是，为了完整起见，在这种情况下静态的 object.Equals(apple,orange) 会返回 true。object.Equals 首先使用 == 检查引用相等性，如果失败了，它将使用重载的 apple.Equals(orange)（假设 apple 和 orange 不是 null）。 - LukeH

我知道我使用了 static bool Object.operator==(Object, Object)。但我仍然不明白，为什么不调用 Object.Equals(Object)。因为它是虚拟的，最终会调用正确的 String.Equals(Object)。 - wigy

Answer 2

==运算符不是同义词，它是为不同类型定义的运算符。 ==运算符适用于字符串，并且它实际上使用了Equals方法：

public static bool operator ==(string a, string b) {
  return Equals(a, b);
}

然而，在你的代码中，你并没有在字符串上使用运算符，而是在对象上使用它，所以你得到的是为对象定义的==运算符，它使用ReferenceEquals进行比较。

要使用哪个运算符重载是在编译时决定的，因此它是变量类型决定了重载，而不是变量指向的对象的实际类型。

- Guffa

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嗯，你说Object.operator==是用ReferenceEquals定义的，而String.operator==是用Equals定义的。这不是很好和直观吗？ - wigy

@wigy：大多数情况下它运行得非常好，但当然也有像你的例子一样的情况，你可能希望比较在运行时确定。这肯定比例如C++和Java中不可靠地使用字符串的==运算符更直观。在VB中，=运算符在运行时确定比较，这更符合VB的工作方式，但这会导致其他几种情况让你感到惊讶。在C#中，可以从代码中确定将使用哪种比较，这更符合C#总体的工作方式。 - Guffa

谢谢Guffa，我知道它比C、Java或VB更好。C++运算符可能是虚拟的，所以你会遇到不同的问题。这就是为什么大多数C++编码标准使用Yoda条件，如 if (5 == something) {...}。从你的回答中，我了解到框架设计者认为ReferenceEquals对某些编码人员来说更直观，但另一方面修复了string.operator==。 - wigy

字符串内部化是否会使得 == 也可能返回 true？有什么想法吗？ - Ani

@Ani：是的，如果你比较两个具有相同值的已经interned的字符串，它们将指向同一个字符串对象。在OP的例子中，“orange”字符串是故意在运行时创建的，以便它不被interned。 - Guffa

在 vb.net 中，只有当类型明确重载该运算符时才可以使用 = 运算符来比较。对于引用相等性，使用 Is，它除了将可空类型与 Nothing 比较外，永远不会表示其他任何意义。在我的看法中，这比 C# 更好，因为 == 有时表示引用相等性，有时表示值相等性。 - supercat