rust语言学习笔记Trait（九）PartialEq、 Eq（相等比较）

1. 核心定义与区别

PartialEq：部分等价关系

• ‌定义‌：允许某些值不与自身相等。
• ‌核心方法 ‌：fn eq(&self, other: &Rhs) -> bool 和 fn ne(&self, other: &Rhs) -> bool。
• ‌典型场景 ‌：浮点数 (f32, f64)。因为 NaN != NaN，所以浮点数只能实现 PartialEq，不能实现 Eq。 f64::NAN != f64::NAN
• ‌数学性质 ‌：满足对称性（若 ab 则 ba）和传递性（若 ab 且 bc 则 ac），但‌不要求自反性‌（aa 不一定成立）。

Eq：完全等价关系

• ‌定义 ‌：标记 Trait（Marker Trait），没有方法。它依赖于 PartialEq，并承诺满足自反性。
• ‌核心约束 ‌：对于所有 a，a == a 必须返回 true。
• ‌典型场景 ‌：整数、字符串、布尔值、结构体（如果其所有字段都实现了 Eq）。
• ‌作用 ‌：作为类型系统的约束，确保该类型可以用于需要严格相等性的场景（如 HashMap 的键、BTreeSet 等）。

HashMap 的键必须实现 Eq 以及 Hash，在编译期就阻止了使用 f32/f64 作为键，从而避免了这类运行时 bug。

2、自定义结构体派生PartialEq、 Eq

use std::collections::HashMap;

// 子类型有浮点类型不能派生 Eq
// 因为 f32 没有实现 Eq
#[derive(Debug, PartialEq)]          
struct Point {
    x: f32,
    y: f32,
}

#[derive(Debug, PartialEq, Eq, Hash)] 
struct User {
    name: String,                 // String 实现了 Eq
    age: i32,                     // i32 实现了 Eq
}

fn main() {
    let p1 = Point { x: 1.2, y: 5.6 };
    let p2 = Point { x: 1.2, y: 5.6 };
    println!("{}", p1 == p2);             // true

    let u1 = User { name: String::from("Jane"), age: 18 };
    let u2 = User { name: String::from("Jane"), age: 18 };
    println!("{}", u1 == u2);            // true

    let mut hm = HashMap::new();
    hm.insert(u1, "Jjjj");              // 实现了PartialEq, Eq, Hash，可以做键
    println!("{:?}", hm.get(&u2));      // Some("Jjjj")
}

3、自定义类型手动实现PartialEq、Eq

// 自定义类型
struct MyStr(String);

// 实现 PartialEq
impl PartialEq for MyStr {
    // 实现 eq 方法
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        self.0.to_lowercase() == other.0.to_lowercase()      // 转换为小写
    }
}

// 实现 Eq
// Eq 是一个标记 Trait，没有任何方法
// 只需写下面这句代码
impl Eq for MyStr {}

fn main() {
    let ms1 = MyStr(String::from("Hello"));
    let ms2 = MyStr(String::from("heLLo"));
    println!("{}", ms1 == ms2);               // true，忽略大小写进行比较
}

ne 方法（不等于）

• 通常不需要手动实现 ne（不等于）。PartialEq trait 提供了默认的 ne 实现：

fn ne(&self, other: &Rhs) -> bool {
    !self.eq(other)
}

除非你有性能优化的特殊需求（例如可以直接判断不相等而无需完整比较），否则省略它即可。

4、自定义结构体手动实现PartialEq、Eq，只比较部分属性

// 自定义类型
struct MyStruct {
    name: String,
    age: u8,
    time: u64,
}

// 实现 PartialEq
impl PartialEq for MyStruct {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        self.name == other.name && self.age == other.age   // 不比较time
    }
}
// 实现 Eq
impl Eq for MyStruct {}

fn main() {
    let ms1 = MyStruct { name: String::from("小刚"), age: 18, time: 33 };
    let ms2 = MyStruct { name: String::from("小刚"), age: 18, time: 65 };
    println!("{}", ms1 == ms2);      // true
}