JAVA中“相等性比較”的實(shí)現(xiàn)技巧

李小榮 疏志年 陳麗萍 梁寶華

摘要：本文主要研究JAVA語言中如何進(jìn)行基本類型和引用類型數(shù)據(jù)的“相等性比較”.通過介紹JAVA程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存、運(yùn)算符==、方法equals知識(shí)，解析String類中equals源碼，研究具體程序的運(yùn)行過程，闡明各類數(shù)據(jù)“相等性比較”的實(shí)現(xiàn)技巧.

關(guān)鍵詞：相等性比較;常量池;==;equals（）;方法重寫

中圖分類號(hào)：TP312? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2019）04-0053-02

1 引言

Java語言具有面向?qū)ο蟆⒖缙脚_(tái)、多線程等優(yōu)良特性，在歷年TIOBE世界編程語言排行中多居榜首，是世界上使用范圍最廣的編程語言之一[1].在Java編程過程中，有時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)是否相等進(jìn)行比較.Java語言的數(shù)據(jù)類型分兩大類：基本類型、引用類型.基本類型的變量中存儲(chǔ)的是具體的數(shù)據(jù)值，變量比較大小時(shí)比較的是具體數(shù)據(jù)值;引用類型變量中存儲(chǔ)的是對(duì)象的引用，在根類Object類的toString（）方法中聲明為：getClass（）.getName（） + "@" + Integer.toHexString（hashCode（）），各子孫類可以根據(jù)需要將其改寫.

2 知識(shí)介紹

2.1 Java程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存

Java程序運(yùn)行時(shí)，需要占用內(nèi)存空間，每一片區(qū)域都有特定的處理數(shù)據(jù)方式和內(nèi)存管理方式[2].Java程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存區(qū)域主要?jiǎng)澐譃椋簵^(qū)、堆區(qū)、靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)、代碼區(qū)等5個(gè)區(qū)域，現(xiàn)主要介紹前三個(gè)區(qū)域.

（1）棧區(qū)（VM Stack）：虛擬機(jī)棧中存放了一個(gè)個(gè)棧幀，當(dāng)程序執(zhí)行一個(gè)方法時(shí)，就入創(chuàng)建一個(gè)棧幀并壓入棧中，一個(gè)棧幀中主要包括有局部變量表、操作數(shù)棧等，方法執(zhí)行完畢后，此棧幀從VM Stack中移除.

（2）堆區(qū)（Heap）：存放所有new出來的東西，如對(duì)象實(shí)例、數(shù)組等.

（3）方法區(qū)（Method Area）：用于存放被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)常量等，運(yùn)行時(shí)常量池也在方法區(qū)中.常量池中所有相同的常量被合并，只占用一個(gè)空間.

（4）本地方法棧（Native Method Stack）.

（5）程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）.

2.2 Java中如何比較數(shù)據(jù)是否相等

方法一：使用操作符“==”，比較兩個(gè)操作數(shù)在棧區(qū)的值是否相等.若為基本類型數(shù)據(jù)，比較的是具體的數(shù)據(jù)值是否相等[3];若為引用類型數(shù)據(jù)，比較的是兩個(gè)對(duì)象的引用值，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)對(duì)象的引用值相同時(shí)，即是指向堆區(qū)或方法區(qū)的同一個(gè)對(duì)象實(shí)體時(shí)，結(jié)果為true.

方法二：使用equals（）方法[4].根結(jié)點(diǎn)類Object類的equals（Object obj）方法體為：return （this == obj）; 各子孫類可以根據(jù)需要修改.

2.3 方法重寫

日常生活中，我們比較兩個(gè)對(duì)象是否相同，主要比較的是兩個(gè)對(duì)象的主要屬性值是否相同.比如說我們的書丟失了，需要買一本一樣的書，意思是買一本ISBN相同的書即可，也就是說出版社、作者名、書名、版次、價(jià)格等信息相同即可，不是非得就是原來的那本書.

具體類可以制定相應(yīng)的規(guī)則用于比較兩個(gè)此類對(duì)象是否相等，一般來講，這種規(guī)則的制定通過重寫父類中的equals方法來實(shí)現(xiàn).在此，我們來研究String對(duì)象的比較規(guī)則.

2.4 String類源碼解析

解析：每一個(gè)String對(duì)象內(nèi)部都有一個(gè)重要的成員變量：char類型的數(shù)組value[]，用于存放字符串對(duì)象所對(duì)應(yīng)的字符序列.

解析：String對(duì)象的equals方法，在兩種情況下方法返回值為true：1、當(dāng)前對(duì)象與形參對(duì)象的引用值相同，即指向同一對(duì)象實(shí)例時(shí)，返回值為true.2、當(dāng)形參為字符串對(duì)象，且當(dāng)前對(duì)象與形參對(duì)象的成員變量value數(shù)組的長度相同，則依次比較兩個(gè)value數(shù)組中每一個(gè)數(shù)組元素的值，若所有字符數(shù)組元素都相同，則返回值為true.在前面已知，字符串對(duì)象的value數(shù)組中存放的是字符串對(duì)象所對(duì)應(yīng)的字符序列.簡(jiǎn)而言之，若當(dāng)前字符串對(duì)象與形參字符串對(duì)象的字符序列相同，則返回為true.

3 程序舉例

執(zhí)行代碼3、4后，JVM在棧區(qū)開辟空間i1、i2、i3、s1、s2、s3、s4.

執(zhí)行代碼5、6、7后，棧區(qū)空間i1被賦值88、i2被賦值10000、i3被賦值88.

執(zhí)行代碼8，輸出“i1==i2”的比較結(jié)果，比較棧區(qū)i1與i2空間的整型常量值是否相等，不相等，故輸出為false.

執(zhí)行代碼9，輸出“i1==i3”的比較結(jié)果，比較棧區(qū)i1與i3空間的整型常量值是否相等，相等，故輸出為true.

執(zhí)行代碼10，JVM檢查常量池中是否已存在“巢湖學(xué)院”字符串常量，若已存在，則直接讓棧區(qū)s1指向常量池中的該對(duì)象，當(dāng)前程序中，常量池中現(xiàn)在沒有“巢湖學(xué)院”這個(gè)字符串常量，故在常量池中開辟一個(gè)新的空間存放此字符串常量，并讓棧區(qū)s1指向該對(duì)象.

執(zhí)行代碼11，JVM檢查常量池中是否已存在“巢湖學(xué)院”字符串常量，因已存在，所以直接讓棧區(qū)s2指向該對(duì)象.

執(zhí)行代碼12，JVM在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象，并讓棧區(qū)s3指向該對(duì)象.

執(zhí)行代碼13，JVM在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象，并讓棧區(qū)s4指向該對(duì)象.

執(zhí)行代碼14，JVM在比較棧區(qū)s1和s2的引用值是否相等，即是否指向同一個(gè)對(duì)象，因?yàn)閟1與s2均指向常量池的同一個(gè)“巢湖學(xué)院”字符串常量對(duì)象，故輸出為true.

執(zhí)行代碼15，JVM在比較棧區(qū)s1和s2所指向?qū)ο蟮膙alue數(shù)組元素是是否相同，即字符串對(duì)象的字符序列是否相同，是，故輸出為true.

執(zhí)行代碼16，JVM在比較棧區(qū)s3和s4的引用值是否相等，即是否指向同一個(gè)對(duì)象，因?yàn)閟3與s4分別指向堆區(qū)的兩個(gè)不同字符串對(duì)象，故輸出為false.

執(zhí)行代碼17，JVM在比較棧區(qū)s3和s4所指向的對(duì)象的value數(shù)組元素是否相同，即堆區(qū)兩個(gè)字符串對(duì)象的字符序列是否相同，是，故輸出為true.

4 結(jié)語

通過本文的源碼解析與程序執(zhí)行過程中的內(nèi)存分析，我們知道，在JAVA中實(shí)現(xiàn)“相等性比較”的技巧及相應(yīng)原理.運(yùn)用運(yùn)算符“==”比較時(shí)，基本類型數(shù)據(jù)比較的是數(shù)據(jù)值[3，5]，引用類型數(shù)據(jù)比較的是引用值;類可以通過重寫equals方法來制定本類對(duì)象是否相等的規(guī)則.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕李小榮，疏志年，陳麗萍，程軍.用軟件工程指導(dǎo)Java程序設(shè)計(jì)[J].福建電腦，2015，31（12）：66+150.

〔2〕海子.JVM的內(nèi)存區(qū)域劃分[EB/OL].http：//www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3613043.html;2014 -05-29.

〔3〕黃海東.JAVA中實(shí)現(xiàn)“相等”比較的深入分析[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，32（02）：31-35.

〔4〕錢宇虹.論Java對(duì)象的比較技巧[J].軟件工程師，2010（08）：50-53.

〔5〕田春婷.Java對(duì)象的比較方式[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2014，10（34）：8163-8164.