Kotlin의 Equality, == vs ===

Equality | Kotlin

공식문서에 따르면 kotlin에는 두 가지 타입의 Equality가 존재합니다.

Structural equality와 Referential equality인데요.

간단히 말하자면 Structural equality는 값을 비교하는 것이고, Referential equality는 주소값 비교를 통해 동일한 객체인지를 비교하는 것입니다.

여기에서 동등성과 동일성에 대해 알아봅시다.

동일성 identity
동일하다는 뜻으로, 주어진 두 개의 객체가 완전히 같은 경우를 뜻한다.
즉, 주소값을 비교하여 동일한 주소의 객체를 가리킬 경우 true, 아닐 경우 false이다.

동등성 equality
동등하다는 뜻으로, 주어진 두 개의 객체가 동등한 정보를 가진 경우를 뜻한다.
주소값이 달라도 저장된 값이 동등할 수 있으므로, 동일성이 성립하지 않아도 동등성이 성립할 수 있다.

그렇습니다.

Kotlin에서는 Structural equality에 대한 비교는 == 연산자를 이용하고, Referential equality에 대한 비교는 === 연산자를 이용합니다.

== 연산자는 참조 타입을 비교할 때 내부적으로 .equals()를 호출합니다.

이때 이 equals()의 결과는 아래와 같은 5가지 requirements를 만족해야 합니다.

• Reflexive: for any non-null value x, x.equals(x) should return true.
• Symmetric: for any non-null values x and y, x.equals(y) should return true if and only if y.equals(x) returns true.
• Transitive: for any non-null values x, y, and z, if x.equals(y) returns true and y.equals(z) returns true, then x.equals(z) should return true.
• Consistent: for any non-null values x and y, multiple invocations of x.equals(y) consistently return true or consistently return false, provided no information used in equals comparisons on the objects is modified.
• Never equal to null: for any non-null value x, x.equals(null) should return false.

그리고 Comparable<...> 인터페이스로 정의되는 comparison 방식에 전혀!!! 영향을 받지 않습니다.

참고로 === 연산자는 런타임에 Int와 같은, primitive types로 표현되는 값에 한하여 ==와 똑같이 동작합니다.

즉, 아래 두 코드는 같습니다.

a == b

a?.equals(b) ?: (b === null)

 

이 .equals()가 매우 중요합니다.

왜냐하면 .equals()는 클래스 내부의 함수, 즉 메소드입니다.

그래서 클래스 내부에서 오버라이딩이 되어 있을 수도 있고 안 되어 있을 수도 있습니다.

즉, .equals()가 어떤 클래스의 인스턴스에서 호출되느냐에 따라 기대와 다른 동작을 할 수도 있다는 뜻입니다.

하...

어디에서 값을 비교하고, 어디에서 주소값을 비교할지 모르니 사용에 아주아주 주의하셔야 합니다.

String은 .equals()가 오버라이드된 대표적인 객체죠. 그리고 이 사실이 매우 잘 알려져 있습니다.

그래서 kotlin에서는 아래와 같은 비교가 가능합니다.

var A = "Hello"
var B = "Hello"
A.equals(B)
A == B

A.equals(B)와 A == B는 동일한 동작을 합니다.

그래서 true를 리턴해주게 되는데요.

이렇게 .equals()가 미리 오버라이딩되어 == 연산자를 호출했을 때 동등성을 비교해 주는 객체는 다음과 같습니다.

1. String
2. kotlin의 data class로 생성된 객체
3. List<T>

제가 알고 있는 객체는 이 정도입니다.

String은 일단 당연하고요.

kotiln의 data class는 .equals()와 .hashCode()를 자동으로 오버라이딩해서 동등성을 비교할 수 있게끔 만들어 줍니다.

List<T>는 거짓말 같으시겠지만 진짜입니다.

아래는 AbstractList의 equals() 공식문서입니다.

equals - Kotlin Programming Language

주어진 리스트가 동일한 크기이면서 동일한 원소를 동일한 순서로 저장하고 있다면 return true입니다.

 

그리고 .equals()가 미리 오버라이딩되어 있지 않은 객체는 다음과 같습니다.

1. 사용자가 만들어 equals()를 오버라이딩하지 않은 모든 class(이건 당연하죠)
2. Array<T>
3. IntArray, LongArray 등 primitive type arrays

재미있죠?

사실 재미없습니다.

var arr1 = Array<Int>(10) { it }
var arr2 = Array<Int>(10) { it }
println(arr1 == arr2)
// false

var intarr1 = IntArray(10)
var intarr2 = IntArray(10)
println(intarr1 == intarr2)
// false

그러니까 이렇게 된다는 것이죠.

왜냐하면 array에서 == 연산자는 주소값, 즉 Referential equality를 비교해 주기 때문입니다. Intarray도 마찬가지고요.

그럼 얘네를 Structural equality로 비교하기 위해서는 다른 방법이 없을까요?

사실 있습니다.

.contentEquals()입니다.

정말 내부 값 비교해주게 생긴 메소드죠?

매번 for문 돌리지 않아도 되어서 다행입니다.

var arr1 = Array<Int>(10) { it }
var arr2 = Array<Int>(10) { it }
println(arr1.contentEquals(arr2))
// true

var intarr1 = IntArray(10)
var intarr2 = IntArray(10)
println(intarr1.contentEquals(intarr2))
// true

하지만 안타까운 점이 하나 있습니다.

이 메소드는 당연하게도... == 연산자와 매핑되지 않습니다.

그럼 어떤 유감스러운 일이 일어나느냐?

이런 객체들은 set에 제대로 들어가지 않습니다. Comparator를 재정의해주는 방식도 당연히 안 먹힙니다.

HashSet<IntArray>은 요상한 코드가 되어 버립니다.

하지만 HashSet<List<Int>>는 제대로 동작한답니다.

IntArray와 List<Int>는 너무너무 큰 시간복잡도 차이가 존재하기 때문에 뼈아픈 손실입니다.

매번 변환해 가면서 비교할 수도 없는 노릇이고 말이죠...

좋은 방법을 알고 계신다면 댓글로 알려주세요.