深入解析 equals 契約：JDK 實現缺陷與對稱性破壞實證

equals 契約五大公理

1. 自反性：o.equals(o) == true
2. 對稱性：o.equals(o1) → o1.equals(o)
3. 傳遞性：o.equals(o1) ∧ o.equals(o2) → o1.equals(o2)
4. 一致性：物件未修改前提下，多次呼叫結果一致
5. 非空性：o.equals(null) == false

註：以上為 API 規範精簡版，完整定義請參考官方文檔。

Object 預設實現的侷限

Object.equals() 僅比較參考位址（this == obj），即「引用比較」。若需「值比較」，子類別必須覆寫。

JDK 標準實現範本

public boolean equals(Object obj) {
    if (obj == null) return false;
    if (!(obj instanceof FieldPosition)) return false;
    FieldPosition other = (FieldPosition) obj;
    if (attribute == null) {
        if (other.attribute != null) return false;
    } else if (!attribute.equals(other.attribute)) return false;
    return (beginIndex == other.beginIndex
         && endIndex == other.endIndex
         && field == other.field);
}

乍看合理，實則暗藏對稱性破壞風險。

實證：繼承導致 equals 對稱性失效

package debug;
import java.text.*;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        FieldPosition fp  = new FieldPosition(10);
        FieldPosition fp1 = new MyTest(10);  // 子類別
        System.out.println(fp.equals(fp1));   // true
        System.out.println(fp1.equals(fp));   // false ← 違反對稱性！
    }
}

class MyTest extends FieldPosition {
    int x = 10;
    public MyTest(int x) { super(x); this.x = x; }
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == null) return false;
        if (!(o instanceof MyTest)) return false;  // 嚴格檢查自身類別
        // ...
    }
}

根因分析

• 父類別 FieldPosition.equals 使用 instanceof FieldPosition，子類別實例通過檢查 → 回傳 true
• 子類別 MyTest.equals 使用 instanceof MyTest，父類別實例失敗 → 回傳 false
• 導致 fp.equals(fp1) != fp1.equals(fp)，嚴重違反契約

最佳實踐建議

1. 覆寫 equals 時，同時覆寫 hashCode，維持雙向一致性
2. 使用 getClass() == obj.getClass() 替代 instanceof，確保嚴格類別相等（除非刻意設計跨類別相等）
3. 考慮使用 Objects.equals() (JDK 7+) 處理 null 安全比較
4. 不可變類別（如 String、包裝類別）已正確實現，直接使用