问题

.Net 为什么不为 Dictionary 提供 IEqualityComparer 的默认实现?

回答
.NET 的 `Dictionary` 并没有为 `IEqualityComparer` 提供一个普遍适用的默认实现,这背后其实是设计上的深思熟虑,旨在为开发者提供更大的灵活性和可控性,而不是为了偷懒或技术限制。让我们深入剖析一下原因。

核心在于“相等”的定义并非一成不变

当你使用 `Dictionary` 时,你本质上是在构建一个键值对的集合,其中键必须是唯一的。为了保证键的唯一性,并且能够高效地查找、插入和删除元素,`Dictionary` 需要一种机制来判断两个键是否“相等”。这就是 `IEqualityComparer` 接口发挥作用的地方。

然而,“相等”这个概念在软件开发中是极其宽泛的。对于许多数据类型,我们有直观的相等性判断(比如两个整数 5 是相等的)。但对于一些复杂类型,或者在特定的应用场景下,相等性的定义可能就变得微妙了:

大小写敏感性: 对于字符串,是“Hello”和“hello”相等,还是必须完全一致才算相等?
文化特性: 某些字符或字符串在不同文化下可能有不同的表示方式或排序规则,这会影响相等性判断。
自定义逻辑: 你可能有一个自定义对象,它的相等性不是基于其所有字段是否都相同,而是基于某个特定属性的值。例如,一个 `User` 对象,你可以定义两个 `User` 对象只要 `UserId` 相同就认为是相等的,即使它们的 `UserName` 或 `Email` 不同。
性能考量: 对于非常复杂的类型,定义一个高效的相等性比较算法可能需要专业的设计。

为什么不提供一个“通用”的默认?

如果 .NET 为 `Dictionary` 提供了一个“通用”的 `IEqualityComparer` 默认实现,那么这个默认实现将不得不做出一个选择,而这个选择很可能无法满足所有场景:

1. 基于 `Equals()` 和 `GetHashCode()` 的默认:
.NET 中,大多数对象都继承自 `System.Object`,而 `Object` 类提供了 `Equals(object obj)` 方法和 `GetHashCode()` 方法。一个显而易见的默认实现就是利用这两个方法。
问题所在:
`Equals()` 的默认实现: `Object.Equals(object obj)` 默认情况下是进行引用相等性比较,即只有当两个引用指向同一个对象时才返回 `true`。这对于值类型(如 `int`, `struct`)是按照值比较,但对于引用类型(如 `class`)则很少是我们想要的“逻辑相等”。
`GetHashCode()` 的重要性: `Dictionary` 的性能很大程度上依赖于 `GetHashCode()` 方法。如果 `GetHashCode()` 没有被正确地重写(例如,对于自定义类,它可能返回一个固定的值或者基于对象地址),那么 `Dictionary` 的性能将急剧下降,甚至可能退化到 O(n) 的查找时间,这完全违背了 `Dictionary` 的初衷。
不一致的风险: 遵循 `IEqualityComparer` 的约定,`x.Equals(y)` 为 `true` 的话,那么 `x.GetHashCode()` 必须等于 `y.GetHashCode()`。如果开发者不注意重写这两个方法(特别是 `GetHashCode`),就会导致 `Dictionary` 行为异常。

2. 尝试为特定类型提供预设行为(如字符串):
.NET 确实为字符串提供了一些默认行为,比如不区分大小写(通过 `StringComparer.OrdinalIgnoreCase` 等)。但即使是字符串,也存在区分大小写 (`Ordinal`) 和不区分大小写 (`OrdinalIgnoreCase`) 的选择。如果 .NET 强制规定一个,就会剥夺开发者的选择权。

提供 `IEqualityComparer` 接口的优势:

正是因为“相等”的多样性,`IEqualityComparer` 接口的存在至关重要,它赋予了开发者以下能力:

1. 显式的控制: 开发者可以根据自己的业务逻辑,为任何类型的键提供精确的相等性比较和哈希码生成策略。例如,为字符串指定不区分大小写,或者为一个包含复杂坐标的对象定义基于特定阈值的相等性。
2. 类型安全: `IEqualityComparer` 是泛型的,这意味着它能接受特定类型的键,避免了 `object` 的装箱/拆箱带来的性能损耗,并且在编译时就能进行类型检查。
3. 性能优化: 开发者可以为性能敏感的场景编写高度优化的比较器,精确控制哈希码的生成,以最大化 `Dictionary` 的查找效率。
4. 灵活性: 对于不可变类型,如字符串,可以在创建 `Dictionary` 时选择使用 `StringComparer.Ordinal` (区分大小写) 或 `StringComparer.OrdinalIgnoreCase` (不区分大小写)。对于自定义类型,可以轻松地传入自己实现的 `IEqualityComparer`。

总结:

.NET 不为 `Dictionary` 提供一个“万能”的 `IEqualityComparer` 默认实现,不是因为技术上的懒惰,而是出于对软件开发中“相等”概念复杂性和多样性的深刻理解。通过要求开发者显式地提供或指定比较器,.NET 框架将定义相等性判断的责任和权力交给了开发者,确保了 `Dictionary` 在各种场景下都能提供正确、高效且可控的行为。这体现了 .NET 在设计上的“明确性”原则——鼓励开发者清晰地表达意图,而不是依赖模糊的默认行为。

网友意见

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没看懂你在说什么。

1、IEqualityComparer<T>有默认实现:

EqualityComparer(T).Default 属性 (System.Collections.Generic)

2、Dictionary<>对象可以直接获取当前的IEqualityComparer<T>:

Dictionary(TKey, TValue).Comparer 属性 (System.Collections.Generic)

3、如果你的问题是,Dictionary<>对象为什么不默认实现IEqualityComparer<T>,那么答案是做不到。因为两个Dictionary<>对象所适用的用于标识Key的唯一性的IEqualityComparer<T>可能是不一样的。也就是同样两个Dictionary<string, object>,如果他们的Comparer属性不一样,那么理论上这两个字典是不可比较的。

4、如果你只是要比较两个Dictionary的所有KeyValuePair集合是不是相等,直接new HashSet<KeyValuePair<K,V>>( dictionary )来比较就可以了。

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