Effective C# 原則 9：掌握四種相等比較的關係與正確覆寫策略

C# 提供四種相等比較機制，定義型別時必須釐清其語意：

• Object.ReferenceEquals(a, b) — 參考相等（同一物件實例）。
• Object.Equals(a, b) — 靜態相等，委派給 a.Equals(b)。
• a.Equals(b) — 實例相等，可覆寫定義值語意。
• a == b — 運算子相等，可多載（實值型別建議多載）。

永不覆寫的兩個方法

• ReferenceEquals：永遠比較物件 ID，實值型別裝箱後永回傳 false，語意固定。
• Object.Equals(static)：標準實作已正確處理 null、參考相等、委派給左運算元實例方法。覆寫反而破壞多型行為。

數學相等性質（必須滿足）

• 自反性：a == a 恆真。
• 對稱性：a == b → b == a。
• 傳遞性：a == b ∧ b == c → a == c。

何時覆寫 Instance Equals()？

• 實值型別：必須覆寫。ValueType.Equals() 使用反射逐欄位比較，效能極差。
• 參考型別：需值語意時覆寫。如 string、DataRowView 比較內容而非參考。

標準 Instance Equals() 實作模式

public override bool Equals(object right)
{
    if (right == null) return false;
    if (ReferenceEquals(this, right)) return true;
    if (GetType() != right.GetType()) return false; // 嚴格型別檢查，保證對稱性
    return CompareMembers(this, (MyType)right);
}

繼承體系中的對稱性陷阱

基類用 as Base、衍生類用 as Derived 會導致：

Base b = new Base();
Derived d = new Derived();
b.Equals(d) → 可能 true（d 隱式轉 Base）
d.Equals(b) → 永遠 false（b 無法轉 Derived）
// 破壞對稱性！

解法：GetType() != right.GetType() 嚴格檢查，或不支援跨型別相等比較。

基類 Equalls() 呼叫鏈

• 衍生類 Equals 應呼叫 base.Equals(right) 比較基類部分。
• 基類若未覆寫，應呼叫 base.Equals(right)（即 Object.Equals），而非直接比較參考。

運算子 == 多載策略

• 實值型別：必須多載。預設參考比較錯誤且低效（裝箱）。避免裝箱：參數型別宣告為實值型別。
• 參考型別：一般不多載。保持參考語意，避免與 Equals() 行為不一致造成困擾。

決策速查表

覆寫 Equals() 時必須同步覆寫 GetHashCode()（原則 10）。