47. object 基类

所有类型都源自 object

在 C# 里，无论类、结构还是记录，最终都继承自 System.Object（可简写为 object）。这意味着每个对象天生带着几个通用方法。理解它们，是写好类型的基础。

正因为万物同源，任何对象都能赋值给 object 变量——这也是装箱（第 48 章）能成立的前提。你甚至可以写 object x = 任意东西;，编译器不会拦你。

ToString：对象的”自述”

默认 ToString 返回类型全名，没什么用。我们通常在自己的类里重写它，让输出更有信息量。

namespace CSharpDemo;

class Person
{
    public string Name { get; set; } = "";
    public int Age { get; set; }

    public override string ToString() => $"Person(Name={Name}, Age={Age})";
}

Person p = new Person { Name = "小明", Age = 18 };
Console.WriteLine(p); // 自动调用 ToString

Console.WriteLine(p) 内部会自动调用 ToString，所以重写它能直接改善调试与日志输出。当对象被放进集合、被插值字符串引用时，ToString 也都会被调用。

Equals 与 GetHashCode：相等判断

Equals 判断两个对象是否”相等”。默认引用类型比的是”是否同一块内存”，往往不合预期。

namespace CSharpDemo;

class Person
{
    public string Name { get; set; } = "";
    public override bool Equals(object? obj) =>
        obj is Person other && Name == other.Name;
    public override int GetHashCode() => Name.GetHashCode();
}

GetHashCode 返回对象的哈希码，字典、集合靠它快速定位。两条规则必须配套：一旦重写了 Equals，就必须同时重写 GetHashCode。否则两个”相等”的对象可能算出不同的哈希码，在 Dictionary 里被当成不同键。

正确实现 Equals 的要点

一个稳妥的 Equals 写法要按顺序判断：非空、同类型、再比字段。借助 is 模式能一行搞定前两步。

namespace CSharpDemo;

class Point
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
    public override bool Equals(object? obj) =>
        obj is Point p && X == p.X && Y == p.Y;
    public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y);
}

HashCode.Combine 是 .NET 提供的便捷方法，能把多个字段的哈希合并成一个，比手写异或更可靠。

ReferenceEquals：比的是不是同一个对象

object.ReferenceEquals(a, b) 直接比较引用是否指向同一块内存，不受你重写的 Equals 影响。

namespace CSharpDemo;

Person a = new Person { Name = "小明" };
Person b = new Person { Name = "小明" };
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(a, b)); // False，两块内存

当你需要确认”是不是同一个实例”，而不是”值是否相等”，就用它。它永远按引用比，绕过一切重写。

GetType：拿到运行期类型

GetType() 返回对象的真实类型信息，常用于日志和反射（后续章节）。

namespace CSharpDemo;

Person p = new Person { Name = "小红" };
Console.WriteLine(p.GetType().Name); // 输出：Person

即便变量声明为 object，GetType() 拿到的仍是真实类型，这正是”运行期类型”的体现。

四个核心方法一览

方法	默认行为	何时重写
ToString	返回类型名	想输出有用信息
Equals	引用比较	想按”值”判断相等
GetHashCode	基于引用	重写 Equals 时必改
GetType	返回真实类型	通常不用重写

Equals 的三条契约

Equals 不是”随便比一比”就算了。.NET 规定它必须满足三条数学契约：自反（自己和自己比必为 True）、对称（a.Equals(b) 与 b.Equals(a) 结果一致）、传递（若 a==b 且 b==c，则 a==c）。你重写时守住这三条，哈希集合才不会出现”逻辑矛盾”——比如两个相等的对象却查不到彼此。这也是为什么重写 Equals 必须同步重写 GetHashCode：哈希码是契约的”物理实现”，两者必须一致，否则字典会把”相等的对象”分到不同的桶里。

与 record 的对比

如果你只想要”值相等 + 漂亮输出”，手写 Equals/GetHashCode/ToString 很累。第 49 章的 record 会让编译器一次性生成好这些成员。简单说：手写 object 方法适合高度定制的类型，record 适合”以数据为中心”的类型。

新手常见坑

第一，只重写 Equals 忘了 GetHashCode。在哈希集合里两个”相等”的对象会被当成不同键。

第二，用 == 比较自定义类时，默认仍是引用比较，不会自动走你重写的 Equals。想让 == 也生效，需要额外重载 == 运算符（见运算符相关章节）。

第三，ToString 里不要做昂贵或抛异常的操作，它常在日志、调试器、字符串插值中被频繁调用。

第四，在 Equals 里比较引用类型字段时，要确认那个字段自身也正确实现了相等性，否则会”浅比较”出错。

第五，把会变化的字段放进 GetHashCode。对象进字典后改字段，会导致之后查不到，是隐蔽 bug。

综合示例：用相等性给集合去重

设想一个去重场景：把若干 Person 放进 HashSet，名字相同的算同一个。因为重写了 Equals/GetHashCode，集合能正确识别”重复”。

namespace CSharpDemo;

class Person
{
    public string Name { get; set; } = "";
    public override bool Equals(object? obj) =>
        obj is Person other && Name == other.Name;
    public override int GetHashCode() => Name.GetHashCode();
}

HashSet<Person> set = [new Person { Name = "小明" }, new Person { Name = "小明" }];
Console.WriteLine(set.Count); // 1，第二个被判定重复

这正是配套重写两个方法的回报：集合不再靠”引用”判断，而靠你定义的”值”判断。

实际写类型时，建议按这个优先级思考：先决定”它如何算相等”，再决定重写哪些方法。多数业务类只需要漂亮输出，重写 ToString 就够了；只有当对象要进字典或集合判重，Equals/GetHashCode 才需要配套登场。struct 默认已有值相等，通常不必重写；class 默认引用相等，这才是常要手写的地方。

常见疑问解答

问：ToString 能带格式吗？ 能。可重载 ToString(string? format) 或实现 IFormattable，支持 ToString("N2") 这类格式。日常用无参重写版已足够。

问：Equals 和 == 到底啥关系？ Equals 是虚方法，可被重写；== 是运算符，默认引用类型比引用、值类型比值。两者不是一回事，重写 Equals 不会自动让 == 变聪明。

问：值类型（struct）的默认相等从哪来？ struct 默认走 System.ValueType 提供的值相等（逐字段比），所以很多 struct 不必自己写。class 则默认引用相等，这才是要手写的原因。

问：GetHashCode 和 Equals 必须一起改吗？ 必须。两个对象 Equals 返回 True，它们的哈希码必须相同；否则放进哈希集合就乱套。配套是铁律。

问：为什么 GetType 不能重写？ 它返回运行期真实类型，是类型系统的根基信息，必须稳定可靠，所以被 sealed 锁死。需要自定义”种类”请用特性或字段。

小结

object 把”万物同源”落到代码里。它的方法大多与”值如何比较、如何展示”有关，下一章我们聊值类型转 object 时发生的装箱与拆箱。