(이펙티브 자바 3) 10. equals는 일반 규약을 지켜 재정의하라 (2)

앞서 살펴본 equals 일반 규약들과 이를 위배하는 상황에 대해 알아보자

(이펙티브 자바 3) 10. equals는 일반 규약을 지켜 재정의하라 (1)

반사성 (reflexivity)

반사성은 객체는 자기 자신과 같아야 한다는 규약이다. 이 규약을 위반하는 경우는 없을 것이다.

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대칭성 (symmetry)

대칭성은 두 객체는 서로에 대한 동치 여부에 똑같이 답해야 한다는 규약이다.

부모 클래스 A와 A를 상속하는 B가 존재하고 각각 equals를 구현했다고 가정해보자. A는 비교하는 인스턴스가 A인지 판단한 후 값을 비교하는 equals를 갖고 있다. B도 비교하는 인스턴스가 B인지 판단하고 값을 비교한다면 이 경우 대칭성을 위배한다.

public class A {
    int val = 10;

    // ...

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof A)) // B가 들어와도 A객체이기 때문에 false를 반환하지 않는다.
            return false;
        A a = (A) o;
        return this.val == a.val;
    }
}

public class B extends A {
    int val2 = 20;

    // ...

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof B))
            return false;
        B b = (B) o;
        return super.equals(b) && (this.val2 == b.val2);
    }
}

A a = new A();
B b = new B();

System.out.println(a.equals(b)); // true
System.out.println(b.equals(a)); // false

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추이성 (transitivity)

추이성은 첫 번째 객체와 두 번째 객체가 같고, 두 번째 객체와 세 번째 객체가 같다면, 첫 번째 객체와 세 번째 객체도 같아야 한다는 규약이다.

추이성을 어기는 예시는 상속관계에서 나타날 수 있다.
A 클래스에 equals를 구현하고, A를 상속하는 두 개의 클래스 B와 C 클래스가 각각 자신에게 맞는 equals를 구현했다고 가정하자.
이때 B와 C가 A와의 대칭성을 위해 equals에 자신들의 부모 클래스인 A 클래스에 대한 equals를 만들었다면, A = B, A = C를 만족하며 결과적으로 B = C가 되어야하지만 그렇지 못하다.

A a = new A();
B b = new B(); // B extends A
C c = new C(); // C extends A

System.out.println(a.equals(b)); // true
System.out.println(b.equals(a)); // true

System.out.println(a.equals(c)); // true
System.out.println(c.equals(a)); // true

System.out.println(b.equals(c)); // false
System.out.println(c.equals(b)); // false

구체 클래스를 확장해 새로운 값을 추가하면서 equals 규약을 만족시킬 방법은 존재하지 않는다. 대신 우회 방법이 존재하는데, 상속 대신 컴포지션을 사용하는 것이다.

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일관성 (consistency)

일관성은 두 객체가 같다면 앞으로도 영원히 같아야 한다는 규약이다. 반대로 두 객체가 다르다면 영원히 달라야 한다.

그렇기에 equals를 구현하는 클래스는 equals의 판단에 신뢰할 수 없는 자원이 끼어들게 해서는 안된다.

일관성을 위배하는 경우는 신뢰할 수 없는 자원이 끼어들었을 때이다. 예시로는 java.net.URL의 equals를 들 수 있다. URL 클래스의 equals는 매핑된 호스트의 IP 주소를 이용해 비교한다. 호스트 이름을 IP 주소로 바꾸려면 네트워크를 통해야 하는데, 그 결과가 항상 같다고 보장할 수 없다.

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null-아님

null-아님은 모든 객체가 null과 같지 않아야 한다는 것이다. 이 경우에 대해서는 대부분의 equals 메서드에서 instanceof 문을 통해 필터링하는 것으로 예방할 수 있다.

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equals 메서드의 구현 방법

대부분의 equals 메서드의 구현 방법은 다음과 같다.

1. == 연산자를 이용해 자기 자신의 참조인지 확인한다.
2. instanceof 연산자로 입력이 올바른 타입인지 확인한다.
3. 입력을 올바른 타입으로 형 변환한다. 이 경우는 2번 검사를 이미 진행한 후 일어날 일이라 반드시 성공하게 된다.
4. 입력 객체와 자기 자신의 대응되는 핵심 필드들이 모두 일치하는지를 하나씩 검사한다.

4번 과정에는 몇 가지 주의 사항이 존재한다. float와 double 같은 형은 특수한 부동소수값을 다루어야 하므로 == 연산 대신 Float.compare() 메서드나 Double.compare() 메서드를 사용해야 한다. 배열의 모든 원소가 핵심 필드라면 Arratys.equals 메서드를 사용하면 된다. 또한 null도 정상 값으로 취급하는 참조 타입도 존재한다. 이 경우 Object.equals()로 비교해 NullPointerException을 예방할 수 있다.

equals 구현과 사용 팁

equals의 성능에 관한 이야기이다. 어떤 필드를 먼저 검사하느냐가 equals의 성능을 좌우할 수 있다. 최상의 성능을 위해서는 다를 가능성이 더 크거나 비교하는 비용이 싼 필드를 먼저 비교하는 것이 맞다. 핵심 필드를 통해 도출되는 파생 필드가 객체의 전체 상태를 대표한다면 이런 파생 필드를 먼저 비교하는 것도 좋은 전략이 된다.

equals 구현 시 주의 사항이다.

• equals를 재정의할 땐 hashCode도 반드시 재정의하자
• Object 외의 타입을 매개변수로 받는 equals 메서드는 선언하지 말자

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정리

꼭 필요한 경우인지 판단하여 equals를 구현해야 한다. 필요한 경우라면 다섯 가지 equals 규약을 잘 지켜서 구현하는 것이 이후 발생할 혼란을 예방해 줄 것이다.