scala - 通用包装器如何在 Scala 中使 NaN 相等？

Question

在阅读“Programming in Scala”一书第 30 章关于对象相等性的示例后，我对如何保证 equals 的自反性感到有些困惑。通用容器中的方法，考虑到 NaN 比较是非自反的。考虑以下代码段:

class Wrapper[T](val elem: T) {
  override def equals(other: Any): Boolean = other match {
    case that: Wrapper[_] => this.elem == that.elem
    case _ => false
  }
}

object NaNCompare extends App {
  val nan: Double = 0.0 / 0.0
  val nanw: Wrapper[Double] = new Wrapper(nan)
  val pzero: Double = +0.0
  val pzerow: Wrapper[Double] = new Wrapper(pzero)
  val mzero: Double = -0.0
  val mzerow: Wrapper[Double] = new Wrapper(mzero)
  println(s"nan equals nan: ${nan equals nan}")
  println(s"nan == nan: ${nan == nan}")
  println(s"+0 equals -0: ${pzero equals mzero}")
  println(s"+0 == -0: ${pzero == mzero}")
  println(s"[nan] equals [nan]: ${nanw equals nanw}")
  println(s"[nan] == [nan]: ${nanw == nanw}")
  println(s"[+0] equals [-0]: ${pzerow equals mzerow}")
  println(s"[+0] == [-0]: ${pzerow == mzerow}")
}

这将打印以下内容:

nan equals nan: true
nan == nan: false
+0 equals -0: false
+0 == -0: true
[nan] equals [nan]: true
[nan] == [nan]: true
[+0] equals [-0]: true
[+0] == [-0]: true

前四行是合乎逻辑的:根据 IEEE 754，nan == nan是错误的，而 +0 == -0是真的;然而，两个 nan 是同一个对象，所以 nan equals nan由于 equals 必须为真的反身性要求； +0 equals -0为假，因为这两个 float 具有不同的表示形式。到目前为止一切顺利。

但是，当被通用 Wrapper 包裹时, ==突然开始生成 true在比较 NaN 时。我首先认为这是由于类型删除而发生的，所以它基本上比较位表示(对于相同的 NaN 是相等的)，但如果是这样，它一定打印了 false。同时比较正零和负零的包装。但是，它在两种情况下都为真。

更令人费解的是，如果你添加一个上限 Double到此代码的第一行 ( class Wrapper[T <: Double](val elem: T) { )，它打印以下内容:

nan == nan: false
+0 equals -0: false
+0 == -0: true
[nan] equals [nan]: false
[nan] == [nan]: false
[+0] equals [-0]: true
[+0] == [-0]: true

所以，如果它以 Double 为界，包裹的 NaN 不再相等!如果你用 AnyVal 绑定(bind)它，它们与原始代码中一样相等。如果您使包装器成为非通用的(删除 T 参数并将其替换为 Double )，它们将不相等。很明显，这与编译器“记住”Double 的内部结构有关。在不同的情况下。但是它到底记得什么以及如何发送==执行了吗？

Answer 1

我怀疑正在发生的事情是，Scala 可以使用两种不同的 IEEE double 运行时实现，它们的等式语义略有不同。

• 对于 Java 原语 double ，比较是使用特定的JVM指令实现的； +0.0 == -0.0是true和 Double.NaN == Double.NaN是假的
• 对于 java.lang.Double (Object 框用于 double )，equals通过比较位表示来实现，结果为 NaN比较true和 +0不等于 -0 .

在 Scala 中，编译器基本上会使用原语 double (因为它快得多)每当它证明它正在处理 scala.Double 时(并且没有调用 java.lang.Object 的方法，例如 equals )并将使用 java.lang.Double什么时候(例如，在一个通用的(还不是@specialized ...))它不能确定。斯卡拉 ==方法不完全是 .equals 的同义词因为它对在 JVM 中作为原语实现的事物有特殊处理。

一般来说，.equals 的用法在 Scala 代码中应替换为 == .