System.Attribute 中 GetHashCode 和 Equals 的实现不正确？

Question

从Artech的博客看到，然后我们有一个评论中讨论。由于该博客仅用中文撰写，因此我在此进行简要说明。重现代码：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true, AllowMultiple = true)]
public abstract class BaseAttribute : Attribute
{
    public string Name { get; set; }
}

public class FooAttribute : BaseAttribute { }

[Foo(Name = "A")]
[Foo(Name = "B")]
[Foo(Name = "C")]
public class Bar { }

//Main method
var attributes = typeof(Bar).GetCustomAttributes(true).OfType<FooAttribute>().ToList<FooAttribute>();
var getC = attributes.First(item => item.Name == "C");
attributes.Remove(getC);
attributes.ForEach(a => Console.WriteLine(a.Name));

该代码获取所有 FooAttribute 并删除名称为“C”的属性。显然输出是“A”和“B”？如果一切顺利的话你就不会看到这个问题。事实上，理论上你会得到“AC”“BC”甚至正确的“AB”（我的机器上得到了AC，博客作者得到了BC）。该问题是由 System.Attribute 中 GetHashCode/Equals 的实现引起的。实现的片段：

  [SecuritySafeCritical]
  public override int GetHashCode()
  {
      Type type = base.GetType();

 //*****注意*****
      FieldInfo[] 字段 = type.GetFields(BindingFlags.NonPublic 
            | BindingFlags.Public 
            | BindingFlags.Instance);

      object obj2 = null;
      for (int i = 0; i < fields.Length; i++)
      {
          object obj3 = ((RtFieldInfo) fields[i]).InternalGetValue(this, false, false);
          if ((obj3 != null) && !obj3.GetType().IsArray)
          {
              obj2 = obj3;
          }
          if (obj2 != null)
          {
              break;
          }
      }
      if (obj2 != null)
      {
          return obj2.GetHashCode();
      }
      return type.GetHashCode();
  }

它使用 Type.GetFields 因此从基类继承的属性将被忽略，因此 FooAttribute 的三个实例是等效的（然后是 Remove方法随机获取一个）。那么问题来了：实施有什么特殊原因吗？或者这只是一个错误？

Answer 1

一个明显的错误，不。也许是个好主意，也许不是。

一件事与另一件事相等意味着什么？如果我们真的愿意的话，我们可以变得非常哲学。

虽然只是有点哲学性，但有几件事必须成立：

1. 平等是自反的：身份意味着平等。 x.Equals(x) 必须成立。
2. 平等是对称的。如果 x.Equals(y) 则 y.Equals(x) 如果 !x.Equals(y) 则 !y .Equals(x)。
3. 平等是传递性的。如果x.Equals(y)和y.Equals(z)则x.Equals(z)。

还有其他一些，尽管只有这些可以单独由 Equals() 代码直接反映。

如果实现了 object.Equals(object)、IEquatable.Equals(T)、IEqualityComparer.Equals(object, object)< /code>、IEqualityComparer.Equals(T, T)、== 或 != 不满足上面，这是一个明显的错误。

.NET 中反映相等性的其他方法是 object.GetHashCode()、IEqualityComparer.GetHashCode(object) 和 IEqualityComparer.GetHashCode(T)< /代码>。这里有一个简单的规则：

如果a.Equals(b)，那么它必须满足a.GetHashCode() == b.GetHashCode()。 IEqualityComparer 和 IEqualityComparer 的情况相同。

如果这不成立，那么我们又遇到了一个错误。

除此之外，对于平等的含义并没有总体规则。它取决于类自身的 Equals() 覆盖提供的语义或由相等比较器强加给它的语义。当然，这些语义要么是显而易见的，要么记录在类或相等比较器中。

总而言之，Equals 和/或 GetHashCode 为何存在 bug：

1. 如果它无法提供上面详述的自反、对称和传递属性。
2. 如果GetHashCode和Equals之间的关系不是如上。
3. 如果它与其记录的语义不匹配。
4. 如果它抛出不适当的异常。
5. 如果它陷入无限循环。
6. 在实践中，如果需要很长时间才能恢复到瘫痪的程度，尽管有人可能会说这里存在理论与实践的问题。

通过对 Attribute 的覆盖，equals 确实具有自反、对称和传递属性，它的 GetHashCode 确实与它匹配，并且它的文档是 Equals 覆盖是：

此 API 支持 .NET Framework 基础结构，并不适合直接在您的代码中使用。

你不能说你的例子反驳了这一点！

由于您抱怨的代码在这些方面都没有失败，所以这不是一个错误。

但此代码中存在一个错误：

var attributes = typeof(Bar).GetCustomAttributes(true).OfType<FooAttribute>().ToList<FooAttribute>();
var getC = attributes.First(item => item.Name == "C");
attributes.Remove(getC);

您首先请求满足条件的项目，然后请求删除与其相等的项目。如果不检查相关类型的相等语义，就没有理由期望 getC 将被删除。

你应该做的是：

bool calledAlready;
attributes.RemoveAll(item => {
  if(!calledAlready && item.Name == "C")
  {
    return calledAlready = true;
  }
});

也就是说，我们使用一个谓词来匹配第一个属性 Name == "C" 而没有其他属性。

Answer 2

是的，正如其他人在评论中已经提到的那样，这是一个错误。我可以建议一些可能的修复：

选项 1，不要在 Attribute 类中使用继承，这将允许默认实现发挥作用。另一个选项是使用自定义比较器来确保在删除项目时使用引用相等。您可以很容易地实现比较器。只需使用 Object.ReferenceEquals 进行比较，并且您可以使用类型的哈希代码或使用 System.Runtime.CompilerServices.RuntimeHelpers.GetHashCode。

public sealed class ReferenceEqualityComparer<T> : IEqualityComparer<T>
{
    bool IEqualityComparer<T>.Equals(T x, T y)
    {
        return Object.ReferenceEquals(x, y);
    }
    int IEqualityComparer<T>.GetHashCode(T obj)
    {
        return System.Runtime.CompilerServices.RuntimeHelpers.GetHashCode(obj);
    }
}