『软件工程』计算机界 TOP 3 难题：“相等”是软件工程中许多重大问题的根源 |电脑|JavaScript|编程语言|

有一个笑话说，计算机科学界有两大难题：一是缓存失效问题，二是命名问题。但我认为还有第三个更难的问题：相等问题。你没看错，等号“=”看似简单，但等号的使用和误用，是软件工程中许多重大问题的根源。
声明：本文已获作者Craig Stuntz翻译授权。

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作者 | Craig Stuntz
译者 | 弯月，责编 | 郭芮
头图 | CSDN 下载自视觉中国
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
以下为译文：

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相等的原理
我来展示一下在编程语言中相等有多么容易出错。但首先我要解释一下相等应有的模样，而这其实非常难解释！当我们讨论相等“应该如何”时，我们必须指出是特定语境下的相等，因为相等的成立有许多方式，许多方式在不同的语境下都是成立的。
“数学的精髓在于，同一个东西可以用不同的方式呈现给我们。 ”
——Barry Mazur ，《When is one thing equal to some other thing》
定律
我说过，在不同的语境下，相等有不同的含义，但尽管如此，有些东西是永远成立的。这就是相等的定律。
相等是一个二元操作，它是：

反射的，即对于任意值 a 都有 a = a
对称的，即a = b可以推出b = a ，反之亦然
传递的，即如果a = b且b = c ，则a = c

在编程的世界中，我们需要增加一条定律，因为有时候程序员会做一些奇怪的事情：
相等必须是：

一致的，即如果a = b且a或b的任何字段都没有发生变化，那么稍后再次检查时a = b应当依然成立。

上面的定律看似简单，但流行的编程语言甚至连如此简单的定律都无法遵守。但更严重的关于相等的问题甚至都很难精确描述。
结构相等性
在编程语言对于相等的各种实现中，一个重要的区别就是结构相等和引用相等。
结构相等会检查两个引用是否为同一个值。 F#默认采用了结构相等：
type MyString = { SomeField : string }let a = { SomeField = "Some value" }let b = { SomeField = "Some value" }if a = b then // 返回true, 进入 "then" 代码块 但在C#中则不是这样， C#使用的是引用相等。引用相等要求两个被比较的对象是同一个对象。换句话说，它会比较两个变量是否指向同一个内存地址。指向两个不同内存地址的引用会被判为不相等，即使它们的值完全一样：
class MyString { private readonly string someField; public string SomeField { get; } public MyString(string someField) => this.someField = someField;}var a = new MyString("Some value");var b = new MyString("Some value");if (a == b) { // 返回 false, 不会进入代码块 其他语言会让你选择。例如， Scheme提供了equal?来检查结构相等， eq?来检查引用相等。 Kotlin提供了==用于结构相等， ===用于引用相等（不要与JavaScript的==和===操作符混淆， JavaScript的那个是完全不同的东西）。
程序中何时应当使用结构相等？如果变量的值不会改变更，那么几乎任何情况下都应该使用结构相等！我所知的绝大多数编程语言在诸如integers之类的类型上都使用结构比较。除了Java之外， int类型进行结构比较， Integer类型进行引用比较，这迷惑了一代又一代的程序员。 Python的is也有类似的问题。