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  • equals()与hashCode()的关系(重要)

    声明:转载自skywang12345的博客

    一、hashCode()的作用

      1. hashCode()的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

      2. hashCode() 定义在JDK的Object.java中,这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。

      虽然,每个Java类都包含hashCode() 函数。但是,仅仅当创建并某个“类的散列表”(关于“散列表”见下面说明)时,该类的hashCode() 才有用(作用是:确定该类的每一个对象在散列表中的位置;其它情况下(例如,创建类的单个对象,或者创建类的对象数组等等),类的hashCode() 没有作用。

      上面的散列表,指的是Java集合中本质是散列表的类,如:

    • HashMap

    • Hashtable

    • HashSet

      也就是说:hashCode() 在散列表中才有用,在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。

      OK!至此,我们搞清楚了:hashCode()的作用是获取散列码。但是,散列码是用来干什么的呢?为什么散列表需要散列码呢?要解决这些问题,就需要理解散列表!关于散列表的内容,非三言两语道的明白;大家可以通过下面几篇文章来学习:

    [转载] 散列表(Hash Table)从理论到实用(上)

    [转载] 散列表(Hash Table)从理论到实用(中)

    [转载] 散列表(Hash Table)从理论到实用(下)

    为了能理解后面的内容,这里简单的介绍一下散列码的作用:

    我们都知道,散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!

    散列表的本质是通过数组实现的。当我们要获取散列表中的某个“值”时,实际上是要获取数组中的某个位置的元素。而数组的位置,就是通过“键”来获取的;更进一步说,数组的位置,是通过“键”对应的散列码计算得到的。

    二、hashCode() 和 equals() 的关系(重要)

      接下来,我们讨论另外一个话题。网上很多文章将 hashCode() 和 equals 关联起来,有的讲的不透彻,有误导读者的嫌疑。在这里,我自己梳理了一下 “hashCode() 和 equals()的关系”。

      我们以“类的用途”来将“hashCode() 和 equals()的关系”分2种情况来说明。

    1. 不会创建“类对应的散列表”

      这里所说的“不会创建类对应的散列表”是说:我们不会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中,用到该类。例如,不会创建该类的HashSet集合。

      在这种情况下,该类的“hashCode() 和 equals() ”没有半毛钱关系的!

      这种情况下,equals() 用来比较该类的两个对象是否相等。而hashCode() 则根本没有任何作用,所以,不用理会hashCode()。

      下面,我们通过示例查看类的两个对象相等 以及 不等时hashCode()的取值。

    import java.util.*;
    import java.lang.Comparable;
    
    /**
     * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时, hashCode()的值。
     *
     * @author skywang
     * @emai kuiwu-wang@163.com
     */
    public class NormalHashCodeTest{
    
        public static void main(String[] args) {
            // 新建2个相同内容的Person对象,
            // 再用equals比较它们是否相等
            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)
    ", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
            System.out.printf("p1.equals(p3) : %s; p1(%d) p3(%d)
    ", p1.equals(p3), p1.hashCode(), p3.hashCode());
        }
    
        /**
         * @desc Person类。
         */
        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 覆盖equals方法 
             */  
            public boolean equals(Object obj){  
                if(obj == null){  
                    return false;  
                }  
                  
                //如果是同一个对象返回true,反之返回false  
                if(this == obj){  
                    return true;  
                }  
                  
                //判断是否类型相同  
                if(this.getClass() != obj.getClass()){  
                    return false;  
                }  
                  
                Person person = (Person)obj;  
                return name.equals(person.name) && age==person.age;  
            } 
        }
    }
    

      运行结果

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

      从结果也可以看出:p1和p2相等的情况下,hashCode()也不一定相等。

    1. 会创建“类对应的散列表”

      这里所说的“会创建类对应的散列表”是说:我们会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中,用到该类。例如,会创建该类的HashSet集合。

      在这种情况下,该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的:

      1. 如果两个对象相等,那么它们的hashCode()值一定相同

       这里的相等是指,通过equals()比较两个对象时返回true。

      2. 如果两个对象hashCode()相等,它们并不一定相等

      因为在散列表中,hashCode()相等,即两个键值对的哈希值相等。然而哈希值相等,并不一定能得出键值对相等。补充说一句:“两个不同的键值对,哈希值相等”,这就是哈希冲突。

      此外,在这种情况下。若要判断两个对象是否相等,除了要覆盖equals()之外,也要覆盖hashCode()函数。否则,equals()无效。
      例如,创建Person类的HashSet集合,必须同时覆盖Person类的equals() 和 hashCode()方法。如果单单只是覆盖equals()方法。我们会发现,equals()方法没有达到我们想要的效果。

    import java.util.*;
    import java.lang.Comparable;
    
    /**
     * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时, hashCode()的值。
     *
     * @author skywang
     * @emai kuiwu-wang@163.com
     */
    public class ConflictHashCodeTest1{
    
        public static void main(String[] args) {
            // 新建Person对象,
            Person p1 = new Person("eee", 100);
            Person p2 = new Person("eee", 100);
            Person p3 = new Person("aaa", 200);
    
            // 新建HashSet对象 
            HashSet set = new HashSet();
            set.add(p1);
            set.add(p2);
            set.add(p3);
    
            // 比较p1 和 p2, 并打印它们的hashCode()
            System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)
    ", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
            // 打印set
            System.out.printf("set:%s
    ", set);
        }
    
        /**
         * @desc Person类。
         */
        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 覆盖equals方法 
             */  
            @Override
            public boolean equals(Object obj){  
                if(obj == null){  
                    return false;  
                }  
                  
                //如果是同一个对象返回true,反之返回false  
                if(this == obj){  
                    return true;  
                }  
                  
                //判断是否类型相同  
                if(this.getClass() != obj.getClass()){  
                    return false;  
                }  
                  
                Person person = (Person)obj;  
                return name.equals(person.name) && age==person.age;  
            } 
        }
    }
    

      运行结果

    p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1690552137)
    set:[(eee, 100), (eee, 100), (aaa, 200)]
    

      结果分析

      我们重写了Person的equals()。但是,很奇怪的发现:HashSet中仍然有重复元素:p1 和 p2。为什么会出现这种情况呢?

      这是因为虽然p1 和 p2的内容相等,但是它们的hashCode()不等;所以,HashSet在添加p1和p2的时候,认为它们不相等。

      下面,我们同时覆盖equals() 和 hashCode()方法:

    import java.util.*;
    import java.lang.Comparable;
    
    /**
     * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时, hashCode()的值。
     *
     * @author skywang
     * @emai kuiwu-wang@163.com
     */
    public class ConflictHashCodeTest2{
    
        public static void main(String[] args) {
            // 新建Person对象,
            Person p1 = new Person("eee", 100);
            Person p2 = new Person("eee", 100);
            Person p3 = new Person("aaa", 200);
            Person p4 = new Person("EEE", 100);
    
            // 新建HashSet对象 
            HashSet set = new HashSet();
            set.add(p1);
            set.add(p2);
            set.add(p3);
    
            // 比较p1 和 p2, 并打印它们的hashCode()
            System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)
    ", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
            // 比较p1 和 p4, 并打印它们的hashCode()
            System.out.printf("p1.equals(p4) : %s; p1(%d) p4(%d)
    ", p1.equals(p4), p1.hashCode(), p4.hashCode());
            // 打印set
            System.out.printf("set:%s
    ", set);
        }
    
        /**
         * @desc Person类。
         */
        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重写hashCode 
             */  
            @Override
            public int hashCode(){  
                int nameHash =  name.toUpperCase().hashCode();
                return nameHash ^ age;
            }
    
            /** 
             * @desc 覆盖equals方法 
             */  
            @Override
            public boolean equals(Object obj){  
                if(obj == null){  
                    return false;  
                }  
                  
                //如果是同一个对象返回true,反之返回false  
                if(this == obj){  
                    return true;  
                }  
                  
                //判断是否类型相同  
                if(this.getClass() != obj.getClass()){  
                    return false;  
                }  
                  
                Person person = (Person)obj;  
                return name.equals(person.name) && age==person.age;  
            } 
        }
    }
    

      运行结果

    p1.equals(p2) : true; p1(68545) p2(68545)
    p1.equals(p4) : false; p1(68545) p4(68545)
    set:[aaa - 200, eee - 100]
    

      结果分析

      这下,equals()生效了,HashSet中没有重复元素。
      比较p1和p2,我们发现:它们的hashCode()相等,通过equals()比较它们也返回true。所以,p1和p2被视为相等。
      比较p1和p4,我们发现:虽然它们的hashCode()相等;但是,通过equals()比较它们返回false。所以,p1和p4被视为不相等。

    总结

    1. 当不会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中,用到该类。例如,不会创建该类的HashSet集合。在这种情况下,该类的“hashCode() 和 equals() ”没有半毛钱关系!,也即不需要同时重写equals()与hashCode();

    2. 我们会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中,用到该类。例如,会创建该类的HashSet集合。

      在这种情况下,该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的:

      1. 如果两个对象相等,那么它们的hashCode()值一定相同

      2. 两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true

      3. 如果两个对象hashCode()相等,它们并不一定相等

      因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖,否则,equals()无效。

      hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)

      意思就是,如果你自己创建了一个对象,如果不去重写(覆盖)hashcode()方法的话,那么该对象的hashcode(),就是获取的该object的hashcode,所以当你创建两个对象时,两个对象的hashCode()不管怎样都不会相等的。所以一般需要自己重写一个hashCode(),并且此hashCode()方法是与本类的成员变量有关的,比如本例的hashCode()就和name相关。这样才能保证两个同样“值”的对象的hashCode()相等,这样才不会被HashSet重复添加。
    重写本例的hashCode()之前

    重写本例的hashCode()之后

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