Object, рівність і копіювання

Object і логічна рівність

Кожний звичайний об’єкт має методи Object, зокрема toString, equals, hashCode, getClass. Опис API: https://docs.oracle.com/en/java/javase/27/docs/api/java.base/java/lang/Object.html. Типовий toString містить ім’я класу й шістнадцяткове представлення хешу; це не гарантована адреса пам’яті. Перевизначення має показувати корисний стан, не розкриваючи паролів чи інших закритих даних.

Оператор == для посилань перевіряє, чи це той самий об’єкт, або чи обидва посилання null. Метод equals може визначати логічну рівність значень. Дві точки з координатами 2 і 3 можуть бути рівними, хоча створені двома операторами new. Оберіть значущі поля свідомо: службовий лічильник переглядів зазвичай не визначає ідентичність предметного значення.

Контракт equals вимагає рефлексивності, симетричності, транзитивності й узгодженості, доки значущі поля не змінюються. Будь-який ненульовий об’єкт не дорівнює null. Якщо a.equals(b) істинне, хеші повинні збігатися. Зворотне твердження хибне: різні значення можуть мати однаковий хеш. Колізія є нормальною, а не доказом помилки хеш-функції.

Рис. 6.4. Рівність значень та обов’язкова узгодженість хешів

Приклад 3. Незмінна точка як значення

Клас Point фінальний, тому instanceof Point не створює проблеми порівняння з майбутніми підкласами. Координати незмінні, отже хеш не зміниться під час перебування об’єкта в колекції. Objects.hash зручний для навчальної моделі; він не є криптографічним хешем і не призначений для захисту даних.

import java.util.Arrays;
import java.util.Objects;

final class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    Point(Point other) {
        this(Objects.requireNonNull(other).x, other.y);
    }

    @Override
    public boolean equals(Object other) {
        if (this == other) { return true; }
        return other instanceof Point point
                && x == point.x && y == point.y;
    }

    @Override
    public int hashCode() { return Objects.hash(x, y); }
    @Override
    public String toString() { return "(" + x + ", " + y + ")"; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point(2, 3);
        Point b = new Point(a);
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a.equals(b));
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
        System.out.println(a.equals(null));
        System.out.println(a.equals("(2, 3)"));
        Point[] first = {a};
        Point[] second = {b};
        System.out.println(first.equals(second));
        System.out.println(Arrays.equals(first, second));
        System.out.println(b);
    }
}

false
true
true
false
false
false
true
(2, 3)

Масиви не перевизначують equals як порівняння вмісту: два різні масиви тут нерівні. Arrays.equals перевіряє відповідні елементи одновимірного масиву. Для вкладених масивів існує Arrays.deepEquals. Objects.equals(a, b) допомагає порівнювати значення, коли будь-який аргумент може бути null.

Якщо клас відкритий для наслідування, порівняння instanceof Base може вважати базовий об’єкт рівним похідному, тоді як похідний враховує додаткове поле. Так порушується симетричність. Перевірка getClass() == other.getClass() задає рівність лише в межах одного точного класу. Це свідомий вибір семантики, а не універсальна заміна instanceof. Для простих об’єктів-значень фінальний клас часто дозволяє уникнути всієї проблеми.

Копіювання: посилання, поля та вкладені об’єкти

Присвоєння b = a копіює посилання. Копіювальний конструктор new Point(a) створює новий екземпляр і дозволяє явно визначити, які дані копіюються. Для примітивних координат цього достатньо. Якщо поле містить змінюваний масив або об’єкт, просте копіювання поля залишає спільний вкладений стан.

Object.clone() виконує неглибоке копіювання полів і пов’язаний із маркером Cloneable. Метод у Object захищений, а маркер сам не оголошує публічного clone. Тому підтримка клонування потребує додаткового контракту та роботи з винятками. Для власних навчальних класів віддаємо перевагу копіювальному конструктору або фабриці: правила видно в коді й можна перевірити.

Глибока копія не завжди потрібна. Незмінний String або незмінну точку безпечно розділяти. Масив точок можна скопіювати через clone, зберігши ті самі незмінні елементи. Натомість масив змінюваних рахунків після копіювання контейнера все ще посилається на спільні рахунки. Назва «копія» має супроводжуватися поясненням рівня незалежності.