读EffectiveObjective-C2.0(第八条)

第八条：理解“对象等同性”这一概念

• 根据等同性来比较对象是一个非常有用的功能。使用==操作符比较未必就得到正确的结果，因为该操作符比较的是两个指针本身，而不是其指向的对象。应该使用NSObject协议中声明的isEqual:方法来判断两个对象的等同性。
• 一般来说，两个类型不同的对象总是不相等的。
• 某些对象提供了自己的等同性判定的方法，如果知道两个对象属于同一个类，就可以使用这种方法。

NSString *foo = @"Badger 123";
NSString *bar = [NSString stringWithFormat:@"Badger %i", 123];
NSLog(@"%d", foo == bar);       // false
NSLog(@"%d", [foo isEqual:bar]); // true
NSLog(@"%d", [foo isEqualToString:bar]); // true

从上述代码可以看出==和等同性判断的差别。NSString类实现了一个自己独有的等同性判断的方法，必须传递一个字符串对象作为参数。比isEqual:方法速度快，而isEqual:方法还要执行额外的步骤。因为它不知道接收参数的对象类型。

• NSObject协议中有两个方法用于等同性判断：

  • - (Bool)isEqual:(id)object
  • -(NSUinteger)hash;

• NSObject类对这两个方法的默认实现是：当且仅当其指针值完全相等时，这两个对象才相等。(下面代码参考GNUstep)

- (BOOL) isEqual: (id)anObject
{
  return (self == anObject);
}

- (NSUInteger) hash
{
  /*
   *  malloc() must return pointers aligned to point to any data type
   */
#define MAXALIGN (__alignof__(_Complex long double))

  static int shift = MAXALIGN==16 ? 4 : (MAXALIGN==8 ? 3 : 2);

  /* We shift left to lose any zero bits produced by the
   * alignment of the object in memory.
   */
  return (NSUInteger)((uintptr_t)self >> shift);
}

• 如果想判断自定义对象的等同性，就要重写这两个方法。并且需要遵循一个约定：如果isEqual方法判断两个对象相等，那么其hash方法也必须返回同一个值。但是hash方法返回同一个值，isEqual方法未必认为两个对象相等。

• 以EOCPerson类举例，我们约定，如果两个EOCPerson的所有字段均相等，那么这两个对象相等。

// EOCPerson.h
@interface EOCPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy) NSString *lastName;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;
@end
  
// EOCPerson.m
- (BOOL)isEqual:(id)object {
    if (self == object) { // 同一个对象返回YES
        return YES;
    }
    
    if ([self class] != [object class]) { // 不是同一个类型，返回NO
        return NO;
    }
    
    EOCPerson *otherPerson = (EOCPerson *)(object);
    if (![_firstName isEqualToString:otherPerson.firstName]) { // 名字不一样，返回NO
        return NO;
    }
    
    if (![_lastName isEqualToString:otherPerson.lastName]) { // 姓不一样，返回NO
        return NO;
    }
    
    if (_age != otherPerson.age) { // 年龄不一样，返回NO
        return NO;
    }
    return YES;
}

• hash方法，根据等同性的约定：两个对象相等，那么他们的hash值必须相等，但是，hash值相同的对象不一定是相等的对象。
• 第1种实现方案：直接返回一个固定个的值

- (NSUInteger)hash {
    return 1337;
}

如果这么写，在collection（代表Array、Dictionary、Set等数据结构）中使用会产生性能问题，因为collection在检索哈希表时，会用对象的哈希值作为索引。加入某个collection是用set实现的，那么set可能会根据哈希值把对象分装到不同数组，在向set添加对象的时候，要根据哈希值找到与之相关的数组，依次检查其中的各个元素，看数组中已有的对象是否将要添加的新对象相等。如果相等说明对象已经在set里面了。如果对象都返回相同的哈希值，那么在set中已有100000个对象的情况下，若是继续向其中添加新对象，最坏情况下，需要把100000个对象都遍历一遍。

• 第2中实现方案：以实例变量的值为基础，创建字符串，返回字符串的hash值。这种做法符合约定。但是每次都要用额外的开销去创建一个字符串对象。

- (NSUInteger)hash {
    NSString *stringToHash = [NSString stringWithFormat:@"%@:%@:%i", _firstName, _lastName, _age];
    return [stringToHash hash];
}

• 第3中方案：分别生成哈希值，最后进行位运算，返回哈希值。这种做法可以保持高效，还可以使生成的哈希值在一定范围内。

- (NSUInteger)hash {
    NSUInteger firstNameHash = [_firstName hash];
    NSUInteger lastNameHash = [_lastName hash];
    NSUInteger ageHash =_age;
    return firstNameHash ^ lastNameHash ^ ageHash;
}

特定类所具有的等同性判定方法

• 除了NSString类之外，NSArray和NSDictionary类也具有特殊的等同性判定方法。前者为isEqualToArray:，后者为isEqualToDictionay:，如果和其相比较的对象不是数组或字典，那么就会抛出异常。
• 如果经常需要判断某一种类型的等同性，可以自己创建一个等同性判定的方法，这样无需检测类型，提高速度，代码更加易读。
• 自己编写等同性判定方法，同样需要重写isEqual:方法，如果两者是同一类型，就调用我们自己的判定方法，否则调用父类的方法去判断。

- (BOOL)isEqualToPerson:(EOCPerson *)person {
    if (self == person) {
        return YES;
    }
    
    if (![_firstName isEqualToString:person.firstName]) {
        return NO;
    }
    
    if (![_lastName isEqualToString:person.lastName]) {
        return NO;
    }
    
    if (_age != person.age) {
        return NO;
    }
    
    return YES;
}

- (BOOL)isEqual:(id)object {
    if ([self class] == [object class]) {
        return [self isEqualToPerson:(EOCPerson *)object];
    } else {
        return [super isEqual:object];
    }
}

等同性判定的执行深度

• 创建等同性方法时，需要决定是根据整个对象来判断等同性，还是仅根据其中几个字段来判断。NSArray的检测方式为先看2个数组所含对象的个数是否相同，若相同，则在每个对应位置的2个对象身上来调用isEqual:方法。如果对应位置的对象均相等，那么这2个数组就是相等的，这叫做深度等同性判定。有些时候，无需将所有数据逐个比较，只根据其中部分数据比较即可。
• 举例：假设EOCPerson的数据来源于数据库，那么其中可能包含一个属性，就是数据库中的主键，也是唯一标识。在这种情况下，只要是唯一标识是相同的，就表示肯定是同一个对象。这样就不需要比较EOCPerson的每个属性是不是相同的了。

容器中可变类的等同性

• 在容器中放入可变对象的时候，一定要注意。把某个对象放入collection之后，就不应再改变其哈希值。collection会把每个对象按照其哈希值分装到不同的箱子数组中。如果某个对象在放入箱子之后哈希值又变了。那么其所处的这个箱子对它来说就是错误的。要想解决这个问题，需要保证哈希值不是根据对象的可变部分计算出来的，或是保证放入collection之后就不再改变对象内容了。
• 举个例子：用一个NSMutableSet和几个NSMutableArray对象测试，首先把一个数组添加到set中

NSMutableSet *set = [NSMutableSet set];
NSMutableArray *arrayA = @[@1, @2].mutableCopy;
[set addObject:arrayA];
NSLog(@"set = %@", set);
/* set = {(
(1,2)
)}
*/

• set里面有一个数组对象，数组中有两个对象。再向set中添加一个数组，此数组与前一个数组所含的对象相同，顺序也相同。

NSMutableArray *arrayB = @[@1, @2].mutableCopy;
[set addObject:arrayB];
NSLog(@"set = %@", set);
/* set = {(
(1,2)
)}
*/

• set里面仍然只有一个对象，因为刚加入的数组与已有的数组相等的，所以set不会变。此时，我们添加一个和set已有数组不一样的数组。

NSMutableArray *arrayC = @[@1].mutableCopy;
[set addObject:arrayC];
NSLog(@"set = %@", set);
/*
set = {(
        (1),
        (1,2)
)}
*/

• set此时有两个数组。接下来，我们改变arrayC的内容，让其和之前加入的数组相等。

[arrayC addObject:@2];
NSLog(@"set = %@", set);
/*
set = {(
        (1,2),
        (1,2)
)}
*/

• 从打印结果来看，set中有2个完全相同的数组。但是set的语义是不允许重复出现的，因为我们修改了set中的对象。如果我们此时拷贝set

NSSet *setB = [set copy];
NSLog(@"setB = %@", setB);
/*
setB = {(
        (1,2)
)}
*/

• 复制过的set又变成了只有一个数组对象。这样的代码就很容易产生很难预料的结果和隐患。