Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答

2017-01-13 15:03:55来源:csdn作者:qq_35101189人点击










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本章的内容主要解决下面几个问题:



1equals() 的作用是什么?



2equals() 与 == 的区别是什么?



3hashCode() 的作用是什么?



4hashCode() 和 equals() 之间有什么联系?









第1部分 equals() 的作用



equals() 的作用是用来判断两个对象是否相等。



equals() 定义在JDK的Object.java中。通过判断两个对象的地址是否相等(即,是否是同一个对象)来区分它们是否相等。源码如下:

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


既然Object.java中定义了equals()方法,这就意味着所有的Java类都实现了equals()方法,所有的类都可以通过equals()去比较两个对象是否相等。 但是,我们已经说过,使用默认的“equals()”方法,等价于“==”方法。因此,我们通常会重写equals()方法:若两个对象的内容相等,则equals()方法返回true;否则,返回fasle。



下面根据“类是否覆盖equals()方法”,将它分为2类。(01) 若某个类没有覆盖equals()方法,当它的通过equals()比较两个对象时,实际上是比较两个对象是不是同一个对象。这时,等价于通过“==”去比较这两个对象。(02) 我们可以覆盖类的equals()方法,来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是:若两个对象的内容相等,则equals()方法返回true;否则,返回fasle。



下面,举例对上面的2种情况进行说明。



1. “没有覆盖equals()方法”的情况



代码如下(EqualsTest1.java):

View
Code


运行结果:

false


结果分析:



我们通过 p1.equals(p2) 来“比较p1和p2是否相等时”。实际上,调用的Object.java的equals()方法,即调用的 (p1==p2) 。它是比较“p1和p2是否是同一个对象”。 而由 p1 和 p2 的定义可知,它们虽然内容相同;但它们是两个不同的对象!因此,返回结果是false。





2. "覆盖equals()方法"的情况



我们修改上面的EqualsTest1.java:覆盖equals()方法。



代码如下 (EqualsTest2.java):

View
Code


运行结果:

true


结果分析:



我们在EqualsTest2.java 中重写了Person的equals()函数:当两个Person对象的 name 和 age 都相等,则返回true。因此,运行结果返回true。





讲到这里,顺便说一下java对equals()的要求。有以下几点:

1. 对称性:如果x.equals(y)返回是"true",那么y.equals(x)也应该返回是"true"。
2. 反射性:x.equals(x)必须返回是"true"。
3. 类推性:如果x.equals(y)返回是"true",而且y.equals(z)返回是"true",那么z.equals(x)也应该返回是"true"。
4. 一致性:如果x.equals(y)返回是"true",只要x和y内容一直不变,不管你重复x.equals(y)多少次,返回都是"true"。
5. 非空性,x.equals(null),永远返回是"false";x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是"false"。




现在,再回顾一下equals()的作用:判断两个对象是否相等。当我们重写equals()的时候,可千万不好将它的作用给改变了!







第2部分 equals() 与 == 的区别是什么?



==: 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不试同一个对象。



equals(): 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况(前面第1部分已详细介绍过):情况1,类没有覆盖equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。情况2,类覆盖了equals()方法。一般,我们都覆盖equals()方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回true(即,认为这两个对象相等)。





下面,通过示例比较它们的区别。



代码如下:

View
Code


运行结果:

p1.equals(p2) : true
p1==p2 : false


结果分析:



在EqualsTest3.java 中:(01)p1.equals(p2)这是判断p1和p2的内容是否相等。因为Person覆盖equals()方法,而这个equals()是用来判断p1和p2的内容是否相等,恰恰p1和p2的内容又相等;因此,返回true。



(02)p1==p2 这是判断p1和p2是否是同一个对象。由于它们是各自新建的两个Person对象;因此,返回false。







第3部分 hashCode() 的作用



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。



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。


下面,我们以HashSet为例,来深入说明hashCode()的作用。



假设,HashSet中已经有1000个元素。当插入第1001个元素时,需要怎么处理?因为HashSet是Set集合,它允许有重复元素。“将第1001个元素逐个的和前面1000个元素进行比较”?显然,这个效率是相等低下的。散列表很好的解决了这个问题,它根据元素的散列码计算出元素在散列表中的位置,然后将元素插入该位置即可。对于相同的元素,自然是只保存了一个。由此可知,若两个元素相等,它们的散列码一定相等;但反过来确不一定。在散列表中, 1、如果两个对象相等,那么它们的hashCode()值一定要相同; 2、如果两个对象hashCode()相等,它们并不一定相等。 注意:这是在散列表中的情况。在非散列表中一定如此!





对“hashCode()的作用”就谈这么多。







第4部分 hashCode() 和 equals() 的关系



接下面,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. 第一种 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。



源码如下(NormalHashCodeTest.java):

View
Code


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。





2. 第二种 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。



参考代码(ConflictHashCodeTest1.java):

View
Code


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。



参考代码 (ConflictHashCodeTest2.java):

View
Code


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。








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