HashCode() 和 equals()的若干問題

參考:
Java hashCode() 和 equals()的若干問題解答


本章的內(nèi)容主要解決下面幾個(gè)問題:
1 equals() 的作用是什么浑娜?
2 equals() 與 == 的區(qū)別是什么佑力?
3 hashCode() 的作用是什么
4 hashCode() 和 equals() 之間有什么聯(lián)系筋遭?


第1部分 equals() 的作用
equals() 的作用是 用來判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等搓萧。
equals() 定義在JDK的Object.java中。通過判斷兩個(gè)對(duì)象的地址是否相等(即宛畦,是否是同一個(gè)對(duì)象)來區(qū)分它們是否相等。源碼如下:

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

下面根據(jù)“類是否覆蓋equals()方法”揍移,將它分為2類次和。

  1. 若某個(gè)類沒有覆蓋equals()方法,當(dāng)它的通過equals()比較兩個(gè)對(duì)象時(shí)那伐,實(shí)際上是比較兩個(gè)對(duì)象是不是同一個(gè)對(duì)象踏施。這時(shí),等價(jià)于通過“==”去比較這兩個(gè)對(duì)象罕邀。
  2. 我們可以覆蓋類的equals()方法畅形,來讓equals()通過其它方式比較兩個(gè)對(duì)象是否相等。通常的做法是:若兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容相等诉探,則equals()方法返回true日熬;否則,返回fasle肾胯。

順便說一下java對(duì)equals()的要求竖席。有以下幾點(diǎn):

  • 對(duì)稱性:如果x.equals(y)返回是"true",那么y.equals(x)也應(yīng)該返回是"true"敬肚。
  • 反射性:x.equals(x)必須返回是"true"毕荐。
  • 類推性:如果x.equals(y)返回是"true",而且y.equals(z)返回是"true"艳馒,那么z.equals(x)也應(yīng)該返回是"true"憎亚。
  • 一致性:如果x.equals(y)返回是"true",只要x和y內(nèi)容一直不變弄慰,不管你重復(fù)x.equals(y)多少次第美,返回都是"true"。
  • 非空性陆爽,x.equals(null)斋日,永遠(yuǎn)返回是"false";x.equals(和x不同類型的對(duì)象)永遠(yuǎn)返回是"false"墓陈。

第2部分 equals() 與 == 的區(qū)別是什么恶守?
== : 它的作用是判斷兩個(gè)對(duì)象的地址是不是相等第献。即,判斷兩個(gè)對(duì)象是不試同一個(gè)對(duì)象兔港。
equals() : 它的作用也是判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等庸毫。但它一般有兩種使用情況(前面第1部分已詳細(xì)介紹過): 情況1,類沒有覆蓋equals()方法衫樊。則通過equals()比較該類的兩個(gè)對(duì)象時(shí)飒赃,等價(jià)于通過“==”比較這兩個(gè)對(duì)象。 情況2科侈,類覆蓋了equals()方法载佳。一般,我們都覆蓋equals()方法來兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容相等臀栈;若它們的內(nèi)容相等蔫慧,則返回true(即,認(rèn)為這兩個(gè)對(duì)象相等)权薯。


第3部分 hashCode() 的作用

hashCode() 的作用是獲取哈希碼姑躲,也稱為散列碼;它實(shí)際上是返回一個(gè)int整數(shù)盟蚣。這個(gè)哈希碼的作用是確定該對(duì)象在哈希表中的索引位置黍析。
hashCode() 定義在JDK的Object.java中,這就意味著Java中的任何類都包含有hashCode() 函數(shù)屎开。 雖然阐枣,每個(gè)Java類都包含hashCode() 函數(shù)。但是奄抽,僅僅當(dāng)創(chuàng)建并某個(gè)“類的散列表”(關(guān)于“散列表”見下面說明)時(shí)侮繁,該類的hashCode() 才有用(作用是:確定該類的每一個(gè)對(duì)象在散列表中的位置;其它情況下(例如如孝,創(chuàng)建類的單個(gè)對(duì)象宪哩,或者創(chuàng)建類的對(duì)象數(shù)組等等),類的hashCode() 沒有作用第晰。

上面的散列表锁孟,指的是:Java集合中本質(zhì)是散列表的類,如HashMap茁瘦,Hashtable品抽,HashSet。
也就是說:hashCode() 在散列表中才有用甜熔,在其它情況下沒用圆恤。在散列表中hashCode() 的作用是獲取對(duì)象的散列碼,進(jìn)而確定該對(duì)象在散列表中的位置腔稀。

OK盆昙!至此羽历,我們搞清楚了:hashCode()的作用是獲取散列碼。但是淡喜,散列碼是用來干什么的呢秕磷?為什么散列表需要散列碼呢?要解決這些問題炼团,就需要理解散列表澎嚣!關(guān)于散列表的內(nèi)容,非三言兩語(yǔ)道的明白瘟芝;大家可以通過下面幾篇文章來學(xué)習(xí):
[轉(zhuǎn)載] 散列表(Hash Table)從理論到實(shí)用(上)
[轉(zhuǎn)載] 散列表(Hash Table)從理論到實(shí)用(中)
[轉(zhuǎn)載] 散列表(Hash Table)從理論到實(shí)用(下)

為了能理解后面的內(nèi)容易桃,這里簡(jiǎn)單的介紹一下散列碼的作用。
我們都知道锌俱,散列表存儲(chǔ)的是鍵值對(duì)(key-value)晤郑,它的特點(diǎn)是:能根據(jù)“鍵”快速的檢索出對(duì)應(yīng)的“值”。這其中就利用到了散列碼嚼鹉!散列表的本質(zhì)是通過數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)我們要獲取散列表中的某個(gè)“值”時(shí)驱富,實(shí)際上是要獲取數(shù)組中的某個(gè)位置的元素锚赤。而數(shù)組的位置,就是通過“鍵”來獲取的褐鸥;更進(jìn)一步說线脚,數(shù)組的位置,是通過“鍵”對(duì)應(yīng)的散列碼計(jì)算得到的叫榕。

下面浑侥,我們以HashSet為例,來深入說明hashCode()的作用晰绎。
假設(shè)寓落,HashSet中已經(jīng)有1000個(gè)元素。當(dāng)插入第1001個(gè)元素時(shí)荞下,需要怎么處理伶选?因?yàn)镠ashSet是Set集合,它不允許有重復(fù)元素尖昏。 “將第1001個(gè)元素逐個(gè)的和前面1000個(gè)元素進(jìn)行比較”仰税?顯然,這個(gè)效率是相等低下的抽诉。散列表很好的解決了這個(gè)問題陨簇,它根據(jù)元素的散列碼計(jì)算出元素在散列表中的位置,然后將元素插入該位置即可迹淌。對(duì)于相同的元素河绽,自然是只保存了一個(gè)己单。 由此可知,若兩個(gè)元素相等葵姥,它們的散列碼一定相等荷鼠;但反過來確不一定。在散列表中榔幸, 1允乐、如果兩個(gè)對(duì)象相等,那么它們的hashCode()值一定要相同削咆; 2牍疏、如果兩個(gè)對(duì)象hashCode()相等,它們并不一定相等拨齐。 注意:這是在散列表中的情況鳞陨。在非散列表中一定如此!

對(duì)“hashCode()的作用”就談這么多瞻惋。


第4部分 hashCode() 和 equals() 的關(guān)系
接下面厦滤,我們討論另外一個(gè)話題。網(wǎng)上很多文章將 hashCode() 和 equals 關(guān)聯(lián)起來歼狼,有的講的不透徹掏导,有誤導(dǎo)讀者的嫌疑。在這里羽峰,我自己梳理了一下 “hashCode() 和 equals()的關(guān)系”趟咆。
我們以“類的用途”來將“hashCode() 和 equals()的關(guān)系”分2種情況來說明。

1. 第一種 不會(huì)創(chuàng)建“類對(duì)應(yīng)的散列表”
這里所說的“不會(huì)創(chuàng)建類對(duì)應(yīng)的散列表”是說:我們不會(huì)在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質(zhì)是散列表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中梅屉,用到該類值纱。例如,不會(huì)創(chuàng)建該類的HashSet集合坯汤。
在這種情況下虐唠,該類的“hashCode() 和 equals() ”沒有半毛錢關(guān)系的! 這種情況下惰聂,equals() 用來比較該類的兩個(gè)對(duì)象是否相等凿滤。而hashCode() 則根本沒有任何作用,所以庶近,不用理會(huì)hashCode()翁脆。
下面,我們通過示例查看類的兩個(gè)對(duì)象相等 以及 不等時(shí)hashCode()的取值鼻种。

**源碼如下 **(NormalHashCodeTest.java):

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;

/**
 * @desc 比較equals() 返回true 以及 返回false時(shí)反番, hashCode()的值。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class NormalHashCodeTest{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2個(gè)相同內(nèi)容的Person對(duì)象,
        // 再用equals比較它們是否相等
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        Person p3 = new Person("aaa", 200);
        System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
        System.out.printf("p1.equals(p3) : %s; p1(%d) p3(%d)\n", p1.equals(p3), p1.hashCode(), p3.hashCode());
    }

    /**
     * @desc Person類罢缸。
     */
    private static class Person {
        int age;
        String name;

        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String toString() {
            return name + " - " +age;
        }

        /** 
         * @desc 覆蓋equals方法 
         */  
        public boolean equals(Object obj){  
            if(obj == null){  
                return false;  
            }  
              
            //如果是同一個(gè)對(duì)象返回true篙贸,反之返回false  
            if(this == obj){  
                return true;  
            }  
              
            //判斷是否類型相同  
            if(this.getClass() != obj.getClass()){  
                return false;  
            }  
              
            Person person = (Person)obj;  
            return name.equals(person.name) && age==person.age;  
        } 
    }
}

運(yùn)行結(jié)果

p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1901116749)
p1.equals(p3) : false; p1(1169863946) p3(2131949076)

從結(jié)果也可以看出:p1和p2相等的情況下,hashCode()也不一定相等枫疆。

2. 第二種 會(huì)創(chuàng)建“類對(duì)應(yīng)的散列表”
這里所說的“會(huì)創(chuàng)建類對(duì)應(yīng)的散列表”是說:我們會(huì)在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質(zhì)是散列表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中爵川,用到該類。例如息楔,會(huì)創(chuàng)建該類的HashSet集合寝贡。
在這種情況下,該類的“hashCode() 和 equals() ”是有關(guān)系的:

  • 如果兩個(gè)對(duì)象相等值依,那么它們的hashCode()值一定相同圃泡。這里的相等是指,通過equals()比較兩個(gè)對(duì)象時(shí)返回true愿险。
  • 如果兩個(gè)對(duì)象hashCode()相等颇蜡,它們并不一定相等。

因?yàn)樵谏⒘斜碇辛究鳎琱ashCode()相等风秤,即兩個(gè)鍵值對(duì)的哈希值相等。然而哈希值相等扮叨,并不一定能得出鍵值對(duì)相等缤弦。補(bǔ)充說一句:“兩個(gè)不同的鍵值對(duì),哈希值相等”甫匹,這就是哈希沖突甸鸟。
此外惦费,在這種情況下兵迅。若要判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等,除了要覆蓋equals()之外薪贫,也要覆蓋hashCode()函數(shù)恍箭。否則,equals()無效瞧省。例如扯夭,創(chuàng)建Person類的HashSet集合,必須同時(shí)覆蓋Person類的equals() 和 hashCode()方法鞍匾。 如果單單只是覆蓋equals()方法交洗。我們會(huì)發(fā)現(xiàn),equals()方法沒有達(dá)到我們想要的效果橡淑。

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