iOS判断对象相等 重写isEqual、isEqualToClass、hash

相等的概念是探究哲学和数学的核心，而且对道德、公正和公共政策的问题有着深远的影响。
从一个经验主义者的角度来看，两个物体不能依据一些观测标准中分辨出来，它们就是相等的。在人文方面，平等主义者认为相等意味着要保持每一个人的社会、经济、政治和他们住地的司法系统都一致。
对程序员来讲，协调好逻辑和感官能力来理解咱们塑造的'相同'的语义是一项任务。'相同的问题'(的探讨)太微妙，同时有太容易被忽视。对语义没有充分的理解就直接去实现它，可能会致使不必的工做和不正确的结果。所以对数学和逻辑系统的深入理解与按既定计划实现一样必要。

虽然全部的技术博文都是有诱惑你来读它的标题和代码，但请花几分钟时间来阅读和理解这些文字。逐字地复制看似有用的代码而不知道为何这样写颇有可能致使一些错误。相等性是个重要话题之一，但它仍包含了许多混乱的概念，尤为是在Objective-C中。

Equality & Identity

首先，弄清楚equality和identity的区别很重要。
若是两个物体具备相同的观测属性，它们是能够相互等同的。可是，这两个对象仍然能够分辨出差别，它们各自的identity。在程序中，一个对象的identity是和它的内存地址关联的。

NSObject对象测试和另外一个对象是否相同使用isEqual:方法，在它的基本实现里性等性检查本质上是对identity的检查，若是两个对象指向了相同的内存地址，它们被认为是相等的。

@implementation NSObject (Approximate)
- (BOOL)isEqual:(id)object {
  return self == object;
}
@end

对于内置的类，像NSArray, NSDictionary, 和 NSString，进行了一个深层的相等性比较，来测试在集合中的每一个元素是否相等，这是一个应该也确实很是有用的作法。
NSObject 的子类要实现它们各自的isEqual:方法时，应该作到如下几点：

1.实现一个isEqualTo__ClassName__:方法来执行有意义的值比较.
2.重写isEqual:方法 来做类型和对象identity检查, 回调上述的值比较方法.
3.重写 hash, 这个会在下一部分解释.

这里有一个NSArray实现这个的大概的思路(这个例子忽略了类簇, 实际实现会更具体复杂):

@implementation NSArray (Approximate)
- (BOOL)isEqualToArray:(NSArray *)array {
  if (!array || [self count] != [array count]) {
    return NO;
  }

  for (NSUInteger idx = 0; idx < [array count]; idx++) {
      if (![self[idx] isEqual:array[idx]]) {
          return NO;
      }
  }

  return YES;
}

- (BOOL)isEqual:(id)object {
  if (self == object) {
    return YES;
  }

  if (![object isKindOfClass:[NSArray class]]) {
    return NO;
  }

  return [self isEqualToArray:(NSArray *)object];
}
@end

下面的在Foudation中NSObject的子类已经自定义了判等实现，用了相关的方法：

NSAttributedString -isEqualToAttributedString:
NSData -isEqualToData:
NSDate -isEqualToDate:
NSDictionary -isEqualToDictionary:
NSHashTable -isEqualToHashTable:
NSIndexSet -isEqualToIndexSet:
NSNumber -isEqualToNumber:
NSOrderedSet -isEqualToOrderedSet:
NSSet -isEqualToSet:
NSString -isEqualToString:
NSTimeZone -isEqualToTimeZone:
NSValue -isEqualToValue:

当比较任何这些类的两个实例时，推荐使用它们各自的高级别的method而不是isEqual:
然而，咱们的理论实现尚未完成，如今，让咱们把注意力转向hash（一段插曲：先清理一下NSString的问题）。

NSString判等的奇怪案例

一个有趣的插曲，看一下这个代码：

NSString *a = @"Hello";
NSString *b = @"Hello";
BOOL wtf = (a == b); // YES

郑重地声明一下正确的比较两个NSString对象相等的方法是使用-isEqualToString:方法，不管如何也不能经过==操做符来比较两个NSString。
那么这里是怎么回事呢？为何 NSArray或者NSDictionary字面量相同不会这样，而它(NSString)会这样呢。

这都是一种被称为字符串驻留的优化技术作的，由于这种优化不一样的值能够对一份不可变的字符串值的备份进行拷贝。NSString类型的a指针和b指针对驻留字符串 @"Hello"进行了相同的拷贝。注意这个优化仅仅对静态声明的不可变字符串有效。

更有趣的是，OC的selector的名字也会被当作驻留字符串存储在一个共用的字符串pool中。

Hashing

最平常的面向对象编程来讲，对象判等最主要的用法在于决定集合成员。为了让这一步更快一些，自定义判等实现的类应该也实现hash:

1.对象相等是相互的([a isEqual:b] ⇒ [b isEqual:a])
2.若是对象相等，它们的hash值必须相等([a isEqual:b] ⇒ [a hash] == [b hash])
可是，反过来不必定成立：若是它们的hash值相等，两个对象不必定相等。([a hash] == [b hash] ¬⇒ [a isEqual:b])

如今快速翻看一下《计算机科学》101:

hash表式编程中的基本的数据结构，它可使NSSet & NSDictionary 快速地(O(1))查找它的元素。
咱们也能够经过对比着数组很好地理解hash表：

Arrays按照有序的索引存储元素，所以一个大小为n的数组会把元素放在索引1，2直到n-1.为了肯定数组中的一个元素存在了哪里，不得不一个个检查每一个位置(除非数组碰巧已经排序好，但这是另外一回事)。

Hash表使用了略微不一样的方法。而不是按顺序存储元素，hash表在内存中分配了n个位置，同时用一个函数来计算在这个范围内计算一个位置。一个hash函数是肯定性的，同时一个好的hash函数使用一个相对均匀的散列来生成值，并且不会有太多的计算过程。当两个不一样的对象计算出相同的hash值时，会产生hash冲突。当冲突发生时，hash表会寻找冲突点同时把新加的对象放到第一个可用的位置。当hash表变得愈来愈拥挤，冲突的可能性会增长，这会致使花费更多的时间来寻找空间(这就是为何均匀散列的hash函数不菲的缘由。)

一个关于实现hash函数的错误共识来自于随之发生的断言，这个错误的共识认为hash值必须是不一样的。这个错误共识会致使没必要要地复杂实现，包括从Java textbooks复制过来的质数的神奇咒语。实际上，一个简单的对关键属性hash值的XOR(异或运算)对于99%的状况来讲已经够用了。

技巧就是思考对象中的哪一个值是关键的。
对NSDate来讲，对参照日期的时间间隔已经够用了：

@implementation NSDate (Approximate)
- (NSUInteger)hash {
  return (NSUInteger)abs([self timeIntervalSinceReferenceDate]);
}

对UIColor来讲，移位以后的RGB值是很是方便计算的

@implementation UIColor (Approximate)
- (NSUInteger)hash {
  CGFloat red, green, blue;
  [self getRed:&red green:&green blue:&blue alpha:nil];
  return ((NSUInteger)(red * 255) << 16) + ((NSUInteger)(green * 255) << 8) + (NSUInteger)(blue * 255);
}
@end

在子类中实现 -isEqual: 和 hash

综合在一块儿，这里有一个如何在子类重写默认的判等实现的例子：

@interface Person
@property NSString *name;
@property NSDate *birthday;

- (BOOL)isEqualToPerson:(Person *)person;
@end

@implementation Person

- (BOOL)isEqualToPerson:(Person *)person {
  if (!person) {
    return NO;
  }

  BOOL haveEqualNames = (!self.name && !person.name) || [self.name isEqualToString:person.name];
  BOOL haveEqualBirthdays = (!self.birthday && !person.birthday) || [self.birthday isEqualToDate:person.birthday];

  return haveEqualNames && haveEqualBirthdays;
}

#pragma mark - NSObject

- (BOOL)isEqual:(id)object {
  if (self == object) {
    return YES;
  }

  if (![object isKindOfClass:[Person class]]) {
    return NO;
  }

  return [self isEqualToPerson:(Person *)object];
}

- (NSUInteger)hash {
  return [self.name hash] ^ [self.birthday hash];
}

@end

若是想知足好奇心或者出于学究式的研究，看一下这个 Mike Ash的文章 ，解释了经过移位和翻转组合值如何改善了可能产生重叠(冲突)的hash.

本文彻底翻译自： http://nshipster.com/equality/