Java实战equals()与hashCode()
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一.equals()方法详解 equals()方法在object类中定义如下:
代码
- public boolean equals(Object obj) {
- return (this == obj);
- }
很明显是对两个对象的地址值进行的比较(即比较引用是否相同)。但是我们知道,String 、Math、Integer、Double等这些封装类在使用equals()方法时,已经覆盖了object类的equals()方法。 比如在String类中如下:
代码
- public boolean equals(Object anObject) {
- if (this == anObject) {
- return true;
- }
- if (anObject instanceof String) {
- String anotherString = (String)anObject;
- int n = count;
- if (n == anotherString.count) {
- char v1[] = value;
- char v2[] = anotherString.value;
- int i = offset;
- int j = anotherString.offset;
- while (n– != 0) {
- if (v1[i++] != v2[j++])
- return false;
- }
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
很明显,这是进行的内容比较,而已经不再是地址的比较。依次类推Math、Integer、Double等这些类都是重写了equals()方法的,从而进行的是内容的比较。当然,基本类型是进行值的比较。
应注意,Java语言对equals()的要求如下,这些要求是必须遵循的:
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.任何情况下,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”。
以上这五点是重写equals()方法时,必须遵守的准则,如果违反会出现意想不到的结果。
二.hashcode() 方法详解
在object类中,hashCode定义如下:
代码
- public native int hashCode();
说明是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的。当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法,比如String、Integer、Double等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。例如在String类中定义的hashcode()方法如下:
代码
- public int hashCode() {
- int h = hash;
- if (h == 0) {
- int off = offset;
- char val[] = value;
- int len = count;
- for (int i = 0; i < len; i++) {
- h = 31 * h + val[off++];
- }
- hash = h;
- }
- return h;
- }
- 解释一下这个程序(String的API中写到):s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]
使用 int 算法,这里 s[i] 是字符串的第 i 个字符,n 是字符串的长度,^ 表示求幂(空字符串的哈希码为 0)。
想要弄明白hashCode的作用,必须要先知道Java中的集合。
总的来说,Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。前者集合内的元素是有序的,元素可以重复;后者元素无序,但元素不可重复。这里就引出一个问题:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢?
这就是Object.equals方法了。但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。也就是说,如果集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
于是,Java采用了哈希表的原理。哈希(Hash)实际上是个人名,由于他提出一哈希算法的概念,所以就以他的名字命名了。哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法直接指定到一个地址上,初学者可以简单理解,hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址(实际可能并不是)。
这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的hashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;如果这个位置上已经有元素了,就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了,不相同就散列其它的地址。所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。
所以,Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的:
1.如果两个对象相同,那么它们的hashCode值一定要相同;
2.如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同(这里说的对象相同指的是用eqauls方法比较)。
如不按要求去做了,会发现相同的对象可以出现在Set集合中,同时,增加新元素的效率会大大下降。
3.equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等;equals()不相等的两个对象,却并不能证明他们的hashcode()不相等。
换句话说,equals()方法不相等的两个对象,hashcode()有可能相等(我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的)。反过来,hashcode()不等,一定能推出equals()也不等;hashcode()相等,equals()可能相等,也可能不等。
在object类中,hashcode()方法是本地方法,返回的是对象的地址值,而object类中的equals()方法比较的也是两个对象的地址值,如果equals()相等,说明两个对象地址值也相等,当然hashcode()也就相等了;在String类中,equals()返回的是两个对象内容的比较,当两个对象内容相等时,Hashcode()方法根据String类的重写代码的分析,也可知道hashcode()返回结果也会相等。以此类推,可以知道Integer、Double等封装类中经过重写的equals()和hashcode()方法也同样适合于这个原则。当然没有经过重写的类,在继承了object类的equals()和hashcode()方法后,也会遵守这个原则。
三.Hashset、Hashmap、Hashtable与hashcode()和equals()的密切关系 Hashset是继承Set接口,Set接口又实现Collection接口,这是层次关系。那么Hashset、Hashmap、Hashtable中的存储操作是根据什么原理来存取对象的呢? 下面以HashSet为例进行分析,我们都知道:在hashset中不允许出现重复对象,元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢?在java的集合中,判断两个对象是否相等的规则是:
1.判断两个对象的hashCode是否相等
如果不相等,认为两个对象也不相等,完毕
如果相等,转入2
(这一点只是为了提高存储效率而要求的,其实理论上没有也可以,但如果没有,实际使用时效率会大大降低,所以我们这里将其做为必需的。)
2.判断两个对象用equals运算是否相等
如果不相等,认为两个对象也不相等
如果相等,认为两个对象相等(equals()是判断两个对象是否相等的关键)
为什么是两条准则,难道用第一条不行吗?不行,因为前面已经说了,hashcode()相等时,equals()方法也可能不等,所以必须用第2条准则进行限制,才能保证加入的为非重复元素。
例1:
代码
- package com.bijian.study;
- import java.util.HashSet;
- import java.util.Iterator;
- import java.util.Set;
- public class HashSetTest {
- public static void main(String args[]) {
- String s1 = new String("aaa");
- String s2 = new String("aaa");
- System.out.println(s1 == s2);
- System.out.println(s1.equals(s2));
- System.out.println(s1.hashCode());
- System.out.println(s2.hashCode());
- Set hashset = new HashSet();
- hashset.add(s1);
- hashset.add(s2);
- Iterator it = hashset.iterator();
- while (it.hasNext()) {
- System.out.println(it.next());
- }
- }
- }
- 运行结果:
- Text代码 收藏代码
- false
- true
- 96321
- 96321
- aaa
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法,所以hashset认为它们是相等的对象,进行了重复添加。
例2:
代码
- package com.bijian.study;
- import java.util.HashSet;
- import java.util.Iterator;
- public class HashSetTest {
- public static void main(String[] args) {
- HashSet hs = new HashSet();
- hs.add(new Student(1, "zhangsan"));
- hs.add(new Student(2, "lisi"));
- hs.add(new Student(3, "wangwu"));
- hs.add(new Student(1, "zhangsan"));
- Iterator it = hs.iterator();
- while (it.hasNext()) {
- System.out.println(it.next());
- }
- }
- }
- class Student {
- int num;
- String name;
- Student(int num, String name) {
- this.num = num;
- this.name = name;
- }
- public String toString() {
- return num + ":" + name;
- }
- }
- 运行结果:
- Text代码 收藏代码
- 1:zhangsan
- 3:wangwu
- 2:lisi
- 1:zhangsan
为什么hashset添加了相等的元素呢,这是不是和hashset的原则违背了呢?回答是:没有。因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,“zhangsan”)对象进行比较时,生成的是不同的哈希码值,所以hashset把他当作不同的对象对待了,当然此时的equals()方法返回的值也不等。
为什么会生成不同的哈希码值呢?上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗?原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法,所以在比较时,是继承的object类中的hashcode()方法,而object类中的hashcode()方法是一个本地方法,比较的是对象的地址(引用地址),使用new方法创建对象,两次生成的当然是不同的对象了,造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样,所以Hashset会把它们当作不同的对象对待。
怎么解决这个问题呢?答案是:在Student类中重新hashcode()和equals()方法。
代码
- class Student {
- int num;
- String name;
- Student(int num, String name) {
- this.num = num;
- this.name = name;
- }
- public int hashCode() {
- return num * name.hashCode();
- }
- public boolean equals(Object o) {
- Student s = (Student) o;
- return num == s.num && name.equals(s.name);
- }
- public String toString() {
- return num + ":" + name;
- }
- }
- 运行结果:
- Text代码 收藏代码
- 1:zhangsan
- 3:wangwu
- 2:lisi
可以看到重复元素的问题已经消除,根据重写的方法,即便两次调用了new Student(1,"zhangsan"),我们在获得对象的哈希码时,根据重写的方法hashcode(),获得的哈希码肯定是一样的,当然根据equals()方法我们也可判断是相同的,所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。
重写equals()和hashcode()小结:
1.重点是equals,重写hashCode只是技术要求(为了提高效率)
2.为什么要重写equals呢?因为在java的集合框架中,是通过equals来判断两个对象是否相等的
3.在hibernate中,经常使用set集合来保存相关对象,而set集合是不允许重复的。在向HashSet集合中添加元素时,其实只要重写equals()这一条也可以。但当hashset中元素比较多时,或者是重写的equals()方法比较复杂时,我们只用equals()方法进行比较判断,效率也会非常低,所以引入了hashCode()这个方法,只是为了提高效率,且这是非常有必要的。比如可以这样写:
代码
- public int hashCode(){
- return 1; //等价于hashcode无效
- }
这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断,因为每个对象返回的哈希码都是1,每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复,这当然会引起效率的大大降低。
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