今天寫一下C#里的“==”這個操作符。原始類型假象在剛學C#的時候，我以為C#里的==和.NET里的object.Equals()方法是一樣的，就是一個語法糖而已。其實它們的底層機制是不一樣的，只不過它們給出的結果在大多數情況下恰好相同。看個例子：這倆方法給出的結果都是True。看起來這 ...

今天寫一下C#里的“==”這個操作符。

原始類型

假象

在剛學C#的時候，我以為C#里的==和.NET里的object.Equals()方法是一樣的，就是一個語法糖而已。其實它們的底層機制是不一樣的，只不過它們給出的結果在大多數情況下恰好相同。

看個例子：

這倆方法給出的結果都是True。

看起來這兩種方式做了同樣的動作，就是比較兩個值。

底層原理

Build項目，然後使用ildasm看一下生成的il語言（ildasm位置大致在：C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v10.0A\bin\NETFX 4.7.2 Tools）。

使用ildasm打開生成的dll，首先查看Program類裡面的ByEqualMethod方法：

可以看到C#源碼里調用Equals()的地方直接被翻譯成il語言里相應的Equals()方法了。。。。

然後看一下ByEqualOperator這個方法：

在C#里該方法使用了==操作符，而在il語言里，我們只看到了一個叫做ceq的指令。ceq的意思是compare for equality，就是比較兩個值是否相等，在運行時，它將會被轉換為硬體上的比較，也許用的是CPU的寄存器。

針對原始類型，C#的==操作符並沒有使用.NET里提供的那些Equals方法，這時==操作符使用專用的彙編語言指令來進行判斷相等性的。

使用 == 判斷引用類型的相等性

這裡的引用類型不包含string。

看例子，這裡我使用==來比較自定義類MyClass的兩個實例是否相等：

而結果是兩個False：

使用ildasm看一下ByEqualMethod()這個方法：

可以看到，a.Equals(b)調用的是virtual的object.Equals()方法，參數類型是object，這個應該都能理解。

再看一下ByEqualOperator()方法：

== 操作符翻譯過來還是使用ceq對兩個參數進行的比較，和之前int類型的例子一樣，除了參數類型不同。

所以這應該也是使用CPU的硬體來進行判斷相等性的，那麼像這種引用類型是怎麼通過CPU硬體來比較的呢？因為這兩個類型是引用類型，所以c1，c2兩個變數裡面保存的是它們對應的實例在托管堆中的記憶體地址，也就是兩個數字而已，所以當然可以進行比較了。

string

我們都知道，==用來判斷string相等性的時候，比較的是string值，而不是引用地址。

看例子：

結果是兩個True：

首先，使用string.Copy()方法可以保證str1和str2是兩個不同的引用。

使用ildasm，先看ByEqualMethod()：

可以看到，這裡a.Equals(b)實際調用的是string實現的IEquatable<T>介面的Equals方法，它的參數是string。

再看一下ByEqualOperator():

這次沒有使用ceq指令，而是調用了一個叫做op_Equality()的方法，這是個什麼方法？

其實它是C#里 == 操作符的一個重載：static bool op_Equality(string, string)。

在C#里，當你定義一個類型的時候，你可以對==操作符進行重載，格式大概如下：

因為il語言里沒有操作符的概念，而只有方法才能作為操作符的重載而存在於il里，所以這裡使用的是靜態方法，它會被翻譯為一個特殊的靜態方法叫做op_Equality()。

我們也可以直接看一下string類的源碼，裡面也是這樣對==進行重載的：

當然，重載了==，也需要重載 !=。

小結

總結一下，使用==來判斷引用類型的相等性，需要按下麵的思路順序進行考慮：

1. 該類型是否對 == 進行了重載？如果是，那就是用該重載方法；否則看2

2. 使用ceq指令來比較引用指向的記憶體地址。

另外還需要再提醒一下的是，string類的==和Equals()方法永遠都會給出一樣的結果。

還有一個原則就是，當你改變某個類型的相等性判斷方法是，要確保==和Equals()方法做的是同樣的事情。

值類型

非原始類型

看例子，這裡有兩個值類型：

當我使用==對它們進行比較的時候，直接報錯了。

因為預設情況下，不可以使用==來對非原始類型的值類型進行相等性判斷。要想使用==，就必須提供重載方法。

Tuple

直接看例子：

結果如下：

針對這兩個tuple，我做了三個相等性判斷，通過第一個ReferenceEquals方法我們可以知道這兩個tuple變數指向不同的實例。

而tp1.Equals(tp2)返回的是True，這是因為Tuple類（引用類型）重寫了object.Equals()方法，從而比較的是Tuple裡面的值。

儘管微軟為Tuple把object.Equals()方法重寫了，但是它並沒有處理==操作符，所以==還是在比較引用的相等性，所以會返回False。

這樣做確實挺讓人迷惑的。。。

比較==和object.Equals()方法

通常情況下，儘量使用==操作符，但是有時候==不行，需要使用object.Equals()方法，例如涉及到繼承或者泛型的時候。

繼承

直接看例子：

這兩個字元串我做了4個相等性判斷，其結果為：

無論是object的virtual Equals()方法，還是==操作符，還是object的static Equals()方法，都會返回True。

但是我做一下小小的改動：

我們看看結果會不會變：

結果發生了變化，str1==str2這次返回了False。

這是因為==操作符不是virtual的，它相當於是static的，而static的是無法virtual的。

現在 str1 == str2 這句話，我們比較的是兩個類型為object的變數，儘管我們知道它們都是string，但是編譯器並不知道。而針對於非virtual的方法或操作符，到底調用哪個方法是在編譯時決定的，因為這兩個變數的類型是object，所以編譯器會選擇用來比較object的代碼，而object又沒有==操作符的重載，所以==做的就是比較引用的相等性，而這兩個string是不同的實例，所以結果會返回False。

所以(object)x == (object)y和ReferenceEquals(x, y)的結果總是一樣的。

針對涉及繼承的相等性判斷，最好還是使用object.Equals()方法，而不是==操作符。