为什么 Comparable 自然排序需要与 equals 方法一致？答案

【问题标题】：Why Comparable natural ordering needs to be consistent with equals method?为什么 Comparable 自然排序需要与 equals 方法一致？
【发布时间】：2013-08-18 18:18:18
【问题描述】：

假期后回来 :) 带着问题。我正在阅读 Comparable interface documentation from ComparableDocumentation。我确实理解，我们使用可比较的，因为它将为我们提供排序和自然排序。在文档中是这样写的。

强烈建议（尽管不是必需的）自然排序与equals一致。之所以如此，是因为排序集（和排序的地图）没有显式比较器的行为“奇怪”时它们与自然顺序为的元素（或键）一起使用与等号不一致。特别是，这样的排序集（或排序 map) 违反了 set（或 map）的一般约定，该约定被定义为就equals方法而言。

Comparable 与 equals 有什么关系。 Comparable 有 compareTo 方法，为什么需要和 equals 方法保持一致？我无法理解这个概念。

也引用了来源，有人也可以详细说明这一点

例如，如果添加两个键 a 和 b 使得 (!a.equals(b) && a.compareTo(b) == 0) 到不使用显式的排序集比较器，第二个加法操作返回假（和大小排序集不会增加），因为 a 和 b 等价于排序集的视角。

谢谢。

【问题讨论】：

标签： java generics collections

【解决方案1】：

compareTo 返回 0 的语义是两个对象，嗯，相等。在另一种方法中对相同关系进行另一种定义显然会导致多种麻烦，正如您的引用中所记录的那样：SortedSet 实现中的典型算法依赖于compareTo，但@987654324 的一般合同@interface 指定它不能包含两个对象equals。来自compareTo 和equals 的报告不一致会导致这种情况。

【讨论】：

非常感谢。我现在明白了这个概念。意思是Set接口使用equals方法促进相等比较？
是的，因为典型的Set 实现并不关心其元素的任何顺序：它只关心它们都是不同的。 equals 的主要作用可以说是让Sets 工作。
非常感谢。我现在明白了这个概念。非常感谢。
@benz ：既然是 Marko 的回答对你有帮助，你应该接受它:)。
你的第二句话完全是关于我在回答中已经解释过的内容，只是用了不同的、更正式的表达方式。

【解决方案2】：

简答：只要compareTo(a,b) 为两个对象a 和b 返回0，a.equals(b) 和b.equals(a) 就应该是true，反之亦然。

长答案：如Comparable 文档中所述，Comparable 的实现强制执行总排序。 properties of total ordering 之一是“反对称”：如果我们定义一个全序≤，那么：

如果 a ≤ b 且 b ≤ a 则 a = b

这表示为compareTo() 的0 返回值。

您引用的文本中提到的方法和类利用了此特征，以实现更正确和更有效的行为。

【讨论】：

我正在编辑问题以提出另一个造成混乱的观点。
我完全理解你们描述的概念。非常感谢你。你能看到我编辑的问题并告诉我为什么第二个添加到 sortedset 中。
@benz ：和 Marko 一样，我不确定这里有什么不清楚的地方。您确实注意到它是!a.equals(b)，而不是a.equals(b)？如果是这样，请进一步编辑您的问题，以说明您对该陈述的不理解之处。
我正在剖析声明。条件意味着如果 a 和 b 不是相等的对象并且它们的比较操作返回 0，则添加到集合中。我很困惑的是，为什么第二次添加操作不会让他们添加并且大小不会增加。这句话让我很困惑。
@benz ：因为 Java Set 像数学集合一样工作 - 它包含 distinct 对象。因此，如果您已经添加了一个对象 a 并且您稍后尝试添加和对象 b 这被认为是“相同的”（至少由equals() ），那么该操作将不会做任何事情，因为，就集合而言，b 已经在集合中，因为它与a“相同”。

【解决方案3】：

您可以在 Set 的文档中看到它：

请注意，由集合维护的顺序（无论是否提供了显式比较器）必须与等于一致 如果要正确实现 {@code Set} 接口。（看 {@code Comparable} 或 {@code Comparator} 的精确定义 与等于一致。）之所以如此，是因为 {@code Set} 接口是根据 {@code equals} 操作定义的，但是一个 {@code TreeSet} 实例使用其执行所有元素比较 {@code compareTo}（或 {@code compare}）方法，所以两个元素被这种方法视为相等的，从集合的角度来看，相等。集合的行为是明确定义的，即使它的排序与equals不一致；它只是不服从 {@code Set} 接口的通用合约。

【讨论】：

我想知道让TreeSet 支持“无序项”节点类型需要多少成本，比如将一个项目添加到已经包含 compareTo 产生零的项目的树中但是equals 返回false 将创建一个包含新旧项目的“无序项目”节点，并且遇到“无序项目”节点的搜索将搜索两个分支。这将允许这种类型的行为与普通的 Set 一样，尽管它只有在大多数项目都可以按等级区分时才能有效地执行。