结构和类中的等式运算符重载

Question

如果我为一个类重载operator ==，我必须在比较字段之前执行一些检查：

• 如果两个参数都为null，或者两个参数是同一个实例，则返回true

  例如：if (System.Object.ReferenceEquals(arg1, arg2)) return true;

• 如果一个为null，但不是两者，则返回false

  示例：if (((object)arg1 == null) || ((object)arg2 == null)) return false;

确实，如果我有一个结构并且我想对operator == 进行重载，则这些检查不是必需的，而是无用的，原因如下：结构是一个值类型，所以不能为null，例如DateTime date = null;无效，因为DateTime（即struct）不是引用类型，所以不能比较两个DateTime，其中一个设置为null.

我用operator == 创建了一个简单的结构Point2D，然后我将Point2D 的一个实例与null 进行比较：

Point2D point = new Point2D(0,0);
Console.WriteLine((point == null));

1. 显然operator == 没有被调用，但比较返回False。调用哪个方法？

2. documentation 声明不建议在非不可变类型中重载此运算符。为什么？

Answer 1

Chris Shain 的回答是正确，但没有解释为什么这是合法的。

当你重写相等运算符，并且两个操作数都是不可为空的值类型，并且返回类型是bool，那么我们免费给你一个解除运算符。也就是说，如果你有

public static bool operator ==(S s1, S s2) { ... }

然后无需额外费用即可获得

public static bool operator ==(S? s1, S? s2) { ... }

被调用的是 那个 操作符。当然，编译器知道结果总是错误的，因为其中一个操作数是 null 而另一个永远不会是。

曾经有一个警告，大意是您的代码总是返回 false，但我们不小心将它禁用了几个版本，并且从未真正重新打开它。明天我将在 Roslyn 编译器中处理这段代码，所以我会看看我能做些什么来让它恢复原状。

Answer 2

因为似乎编译器优化了这一点。我试过这段代码：

System.Drawing.Point point = new System.Drawing.Point(0,0);
Console.WriteLine((point == null));

它生成了以下 IL：

IL_0000:  ldloca.s    00 
IL_0002:  ldc.i4.0    
IL_0003:  ldc.i4.0    
IL_0004:  call        System.Drawing.Point..ctor
IL_0009:  ldc.i4.0    
IL_000A:  call        System.Console.WriteLine

这最终归结为“创建一个点，然后将 false 写入命令行”

这也解释了为什么它不呼叫您的接线员。 struct 永远不能为 null，并且在编译器可以保证您始终会因此结果为 false 的情况下，它根本不会费心发布代码来调用运算符。

即使 String 是一个类并且重载 == 运算符，这段代码也会发生同样的事情：

System.Drawing.Point point = new System.Drawing.Point(0,0);
Console.WriteLine("foo" == null);

至于不变性... C# 中的 == 运算符通常被解释为“引用相等”，例如这两个变量指向类的同一个实例。如果你要重载它，那么你通常的意思是说类的两个实例，虽然不是同一个实例，但当它们的数据相同时，它们应该表现得好像它们是同一个实例。经典的例子是字符串。 "A" == GiveMeAnA() 即使GiveMeAnA 返回的实际字符串引用可能与文字"A" 表示的不同。

如果您在不可变的类上重载了== 运算符，那么在评估== 之后类的突变可能会导致许多细微的错误。