详解 equals() 和 hashCode() 方法

水深无声 2021-07-31 15:49 535阅读 0赞

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前言

Java的基类Object提供了一些方法，其中equals()方法用于判断两个对象是否相等，hashCode()方法用于计算对象的哈希码。equals()和hashCode()都不是final方法，都可以被重写(overwrite)。

本文介绍了2种方法在使用和重写时，一些需要注意的问题。

## 目录 ##

一、equal()方法

二、hashCode()方法

1、Object的hashCode()

2、hashCode()的作用

三、String中equals()和hashCode()的实现

四、如何重写hashCode()

1、重写hashcode()的原则

2、hashCode()重写方法

# 一、equal()方法 #

Object类中equals()方法实现如下：

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

虽然我们在定义类时，可以重写equals()方法，但是有一些注意事项；JDK中说明了实现equals()方法应该遵守的约定：通过该实现可以看出，Object类的实现采用了区分度最高的算法，即只要两个对象不是同一个对象，那么equals()一定返回false。

（1）自反性：x.equals(x)必须返回true。

（2）对称性：x.equals(y)与y.equals(x)的返回值必须相等。

（3）传递性：x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)必须为true。

（4）一致性：如果对象x和y在equals()中使用的信息都没有改变，那么x.equals(y)值始终不变。

（5）非null：x不是null，y为null，则x.equals(y)必须为false。

# 二、hashCode()方法 #

## 1、Object的hashCode() ##

Object类中hashCode()方法的声明如下：

public native int hashCode();

与equals()方法类似，hashCode()方法可以被重写。JDK中对hashCode()方法的作用，以及实现时的注意事项做了说明：可以看出，hashCode()是一个native方法，而且返回值类型是整形；实际上，该native方法将对象在内存中的地址作为哈希码返回，可以保证不同对象的返回值不同。

（1）hashCode()在哈希表中起作用，如java.util.HashMap。

（2）如果对象在equals()中使用的信息都没有改变，那么hashCode()值始终不变。

（3）如果两个对象使用equals()方法判断为相等，则hashCode()方法也应该相等。

（4）如果两个对象使用equals()方法判断为不相等，则不要求hashCode()也必须不相等；但是开发人员应该认识到，不相等的对象产生不相同的hashCode可以提高哈希表的性能。

## 2、hashCode()的作用 ##

总的来说，hashCode()在哈希表中起作用，如HashSet、HashMap等。

当我们向哈希表(如HashSet、HashMap等)中添加对象object时，首先调用hashCode()方法计算object的哈希码，通过哈希码可以直接定位object在哈希表中的位置(一般是哈希码对哈希表大小取余)。

如果该位置没有对象，可以直接将object插入该位置；如果该位置有对象(可能有多个，通过链表实现)，则调用equals()方法比较这些对象与object是否相等，如果相等，则不需要保存object；如果不相等，则将该对象加入到链表中。

这也就解释了为什么equals()相等，则hashCode()必须相等**。**如果两个对象equals()相等，则它们在哈希表(如HashSet、HashMap等)中只应该出现一次；如果hashCode()不相等，那么它们会被散列到哈希表的不同位置，哈希表中出现了不止一次。

实际上，在JVM中，加载的对象在内存中包括三部分：对象头、实例数据、填充。其中，对象头包括指向对象所属类型的指针和MarkWord，而MarkWord中除了包含对象的GC分代年龄信息、加锁状态信息外，还包括了对象的hashcode；对象实例数据是对象真正存储的有效信息；填充部分仅起到占位符的作用, 原因是HotSpot要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。

# 三、String中equals()和hashCode()的实现 #

String类中相关实现代码如下：

private final char value[];	
    private int hash; // Default to 0	
    public boolean equals(Object anObject) {	
        if (this == anObject) {	
            return true;	
        }	
        if (anObject instanceof String) {	
            String anotherString = (String)anObject;	
            int n = value.length;	
            if (n == anotherString.value.length) {	
                char v1[] = value;	
                char v2[] = anotherString.value;	
                int i = 0;	
                while (n-- != 0) {	
                    if (v1[i] != v2[i])	
                        return false;	
                    i++;	
                }	
                return true;	
            }	
        }	
        return false;	
    }	
    public int hashCode() {	
        int h = hash;	
        if (h == 0 && value.length > 0) {	
            char val[] = value;	
     	
            for (int i = 0; i < value.length; i++) {	
                h = 31 * h + val[i];	
            }	
            hash = h;	
        }	
        return h;	
    }

通过代码可以看出以下几点：

1、String的数据是final的，即一个String对象一旦创建，便不能修改；形如String s = "hello"; s = "world";的语句，当s = "world"执行时，并不是字符串对象的值变为了"world"，而是新建了一个String对象，s引用指向了新对象。

2、String类将hashCode()的结果缓存为hash值，提高性能。

3、String对象equals()相等的条件是二者同为String对象，长度相同，且字符串值完全相同；不要求二者是同一个对象。

4、String的hashCode()计算公式为：s\[0\]\*31^(n-1) + s\[1\]\*31^(n-2) + ... + s\[n-1\]

关于hashCode()计算过程中，为什么使用了数字31，主要有以下原因：

1、使用质数计算哈希码，由于质数的特性，它与其他数字相乘之后，计算结果唯一的概率更大，哈希冲突的概率更小。

2、使用的质数越大，哈希冲突的概率越小，但是计算的速度也越慢；31是哈希冲突和性能的折中，实际上是实验观测的结果。

3、JVM会自动对31进行优化：31 \* i == (i << 5) - i

# 四、如何重写hashCode() #

本节先介绍重写hashCode()方法应该遵守的原则，再介绍通用的hashCode()重写方法。

## 1、重写hashcode()的原则 ##

通过前面的描述我们知道，重写hashCode需要遵守以下原则：

（1）如果重写了equals()方法，检查条件“两个对象使用equals()方法判断为相等，则hashCode()方法也应该相等”是否成立，如果不成立，则重写hashCode ()方法。

（2）hashCode()方法不能太过简单，否则哈希冲突过多。

（3）hashCode()方法不能太过复杂，否则计算复杂度过高，影响性能。

## 2、hashCode()重写方法 ##

《Effective Java》中提出了一种简单通用的hashCode算法。

下面通过一个例子进行说明。在该例中，Person类重写了equals()方法和hashCode()方法。因为equals()方法中只使用了name域和age域，所以hashCode()方法中，也只计算name域和age域。

对于String类型的name域，直接使用了String的hashCode()方法；对于int类型的age域，直接用其值作为该域的hash。

public class Person {    private String name;    private int age;    private boolean gender;     public Person() {        super();    }     public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public boolean isGender() {        return gender;    }    public void setGender(boolean gender) {        this.gender = gender;    }     @Override    public boolean equals(Object another) {        if (this == another) {            return true;        }        if (another instanceof Person) {            Person anotherPerson = (Person) another;            if (this.getName().equals(anotherPerson.getName()) && this.getAge() == anotherPerson.getAge()) {                return true;            } else {                return false;            }        }        return false;    }     @Override    public int hashCode() {        int hash = 17;        hash = hash * 31 + getName().hashCode();        hash = hash * 31 + getAge();        return hash;    }}

https://www.cnblogs.com/kismetv/p/7191736.html

作者：编程迷思

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