我们知道List是一种有序链表：List内部按照放入元素的先后顺序存放，并且每个元素都可以通过索引确定自己的位置。

List还提供了boolean contains(Object o)方法来判断List是否包含某个指定元素。此外，int indexOf(Object o)方法可以返回某个元素的索引，如果元素不存在，就返回-1。

我们来看一个例子：

import java.util.List;

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public class Main {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of("A", "B", "C");

System.out.println(list.contains("C")); // true

System.out.println(list.contains("X")); // false

System.out.println(list.indexOf("C")); // 2

System.out.println(list.indexOf("X")); // -1

}

}

这里我们注意一个问题，我们往List中添加的"C"和调用contains("C")传入的"C"是不是同一个实例？

如果这两个"C"不是同一个实例，这段代码是否还能得到正确的结果？我们可以改写一下代码测试一下：

import java.util.List;

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public class Main {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of("A", "B", "C");

System.out.println(list.contains(new String("C"))); // true or false?

System.out.println(list.indexOf(new String("C"))); // 2 or -1?

}

}

因为我们传入的是new String("C")，所以一定是不同的实例。结果仍然符合预期，这是为什么呢？

因为List内部并不是通过==判断两个元素是否相等，而是使用equals()方法判断两个元素是否相等，例如contains()方法可以实现如下：

public class ArrayList {

Object[] elementData;

public boolean contains(Object o) {

for (int i = 0; i < size; i++) {

if (o.equals(elementData[i])) {

return true;

}

}

return false;

}

}

因此，要正确使用List的contains()、indexOf()这些方法，放入的实例必须正确覆写equals()方法，否则，放进去的实例，查找不到。我们之所以能正常放入String、Integer这些对象，是因为Java标准库定义的这些类已经正确实现了equals()方法。

我们以Person对象为例，测试一下：

import java.util.List;

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public class Main {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of(

new Person("Xiao Ming"),

new Person("Xiao Hong"),

new Person("Bob")

);

System.out.println(list.contains(new Person("Bob"))); // false

}

}

class Person {

String name;

public Person(String name) {

this.name = name;

}

}

不出意外，虽然放入了new Person("Bob")，但是用另一个new Person("Bob")查询不到，原因就是Person类没有覆写equals()方法。

编写equals

如何正确编写equals()方法？equals()方法要求我们必须满足以下条件：

自反性(Reflexive)：对于非null的x来说，x.equals(x)必须返回true；

对称性(Symmetric)：对于非null的x和y来说，如果x.equals(y)为true，则y.equals(x)也必须为true；

传递性(Transitive)：对于非null的x、y和z来说，如果x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)也必须为true；

一致性(Consistent)：对于非null的x和y来说，只要x和y状态不变，则x.equals(y)总是一致地返回true或者false；

对null的比较：即x.equals(null)永远返回false。

上述规则看上去似乎非常复杂，但其实代码实现equals()方法是很简单的，我们以Person类为例：

public class Person {

public String name;

public int age;

}

首先，我们要定义“相等”的逻辑含义。对于Person类，如果name相等，并且age相等，我们就认为两个Person实例相等。

因此，编写equals()方法如下：

public boolean equals(Object o) {

if (o instanceof Person) {

Person p = (Person) o;

return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;

}

return false;

}

对于引用字段比较，我们使用equals()，对于基本类型字段的比较，我们使用==。

如果this.name为null，那么equals()方法会报错，因此，需要继续改写如下：

public boolean equals(Object o) {

if (o instanceof Person) {

Person p = (Person) o;

boolean nameEquals = false;

if (this.name == null && p.name == null) {

nameEquals = true;

}

if (this.name != null) {

nameEquals = this.name.equals(p.name);

}

return nameEquals && this.age == p.age;

}

return false;

}

如果Person有好几个引用类型的字段，上面的写法就太复杂了。要简化引用类型的比较，我们使用Objects.equals()静态方法：

public boolean equals(Object o) {

if (o instanceof Person) {

Person p = (Person) o;

return Objects.equals(this.name, p.name) && this.age == p.age;

}

return false;

}

因此，我们总结一下equals()方法的正确编写方法：

先确定实例“相等”的逻辑，即哪些字段相等，就认为实例相等；

用instanceof判断传入的待比较的Object是不是当前类型，如果是，继续比较，否则，返回false；

对引用类型用Objects.equals()比较，对基本类型直接用==比较。

使用Objects.equals()比较两个引用类型是否相等的目的是省去了判断null的麻烦。两个引用类型都是null时它们也是相等的。

如果不调用List的contains()、indexOf()这些方法，那么放入的元素就不需要实现equals()方法。

练习

给Person类增加equals方法，使得调用indexOf()方法返回正常：

import java.util.List;

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public class Main {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of(

new Person("Xiao", "Ming", 18),

new Person("Xiao", "Hong", 25),

new Person("Bob", "Smith", 20)

);

boolean exist = list.contains(new Person("Bob", "Smith", 20));

System.out.println(exist ? "测试成功!" : "测试失败!");

}

}

class Person {

String firstName;

String lastName;

int age;

public Person(String firstName, String lastName, int age) {

this.firstName = firstName;

this.lastName = lastName;

this.age = age;

}

}

小结

在List中查找元素时，List的实现类通过元素的equals()方法比较两个元素是否相等，因此，放入的元素必须正确覆写equals()方法，Java标准库提供的String、Integer等已经覆写了equals()方法；

编写equals()方法可借助Objects.equals()判断。

如果不在List中查找元素，就不必覆写equals()方法。