详解 equals() 方法和 hashCode() 方法

标签: 基础技术 hashCode | 发表时间:2017-07-19 16:00 | 作者:TiuVe2
出处:http://www.importnew.com

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。

一、equal()方法

Object类中equals()方法实现如下:

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

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。

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:

(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();

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。

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:

(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

A、初始化一个整形变量,为此变量赋予一个非零的常数值,比如int result = 17;
B、选取equals方法中用于比较的所有域(之所以只选择equals()中使用的域,是为了保证上述原则的第1条),然后针对每个域的属性进行计算:

(1) 如果是boolean值,则计算f ? 1:0
(2) 如果是byte\char\short\int,则计算(int)f
(3) 如果是long值,则计算(int)(f ^ (f >>> 32))
(4) 如果是float值,则计算Float.floatToIntBits(f)
(5) 如果是double值,则计算Double.doubleToLongBits(f),然后返回的结果是long,再用规则(3)去处理long,得到int
(6) 如果是对象应用,如果equals方法中采取递归调用的比较方式,那么hashCode中同样采取递归调用hashCode的方式。否则需要为这个域计算一个范式,比如当这个域的值为null的时候,那么hashCode 值为0
(7) 如果是数组,那么需要为每个元素当做单独的域来处理。java.util.Arrays.hashCode方法包含了8种基本类型数组和引用数组的hashCode计算,算法同上。

C、最后,把每个域的散列码合并到对象的哈希码中。 

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;
    }
}

相关文章

相关 [equals 方法 hashcode] 推荐:

详解 equals() 方法和 hashCode() 方法

- - ImportNew
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. Object类中equals()方法实现如下:.

【转】java中hashcode()和equals()的详解

- - 互联网 - ITeye博客
首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的. equals()方法在object类中定义如下: . 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). 但是我们必需清楚,当String 、Math、还有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.

hashcode和equals区别和联系

- - Java - 编程语言 - ITeye博客
[size=x-small]HashCode和equal方法的区别和联系[/size]. HashCode 和 equal方法重载. 1、 为什么要重载equal方法. 答案:因为Object的equal方法默认是两个对象的引用的比较,意思就是指向同一内存,地址则相等,否则不相等;如果你现在需要利用对象里面的值来判断是否相等,则重载equal方法.

hashCode()方法的性能优化

- - 并发编程网 - ifeve.com
原文链接, 译文链接,原文作者: Robert Nystrom,译者:有孚. 本文主要讨论下不同的hashCode()的实现对应用程序的性能影响. hashCode()方法的主要目的就是使得一个对象能够成为hashMap的key或者存储到hashset中. 这种情况下对象还得实现equals(Object)方法,它的实现和hashCode()必须是一致的:.

java中==和equals详解

- - Java - 编程语言 - ITeye博客
引言:以下文字均来源于http://blog.sina.com.cn/s/blog_532637060100gkfc.html,感谢作者的辛勤付出. 中软国际电子政务部Jeff Chi总结,转载请说明出处.        A.==可用于基本类型和引用类型:当用于基本类型时候,是比较值是否相同;当用于引用类型的时候,是比较对象是否相同.

java中的hashcode作用

- - 编程语言 - ITeye博客
根据API文档,java中的hashcode事实上是跟equals是有着密切联系的,hashcode是为了提高哈希表的性能. public int hashCode()返回该对象的哈希码值. 支持此方法是为了提高哈希表(例如 java.util.Hashtable 提供的哈希表)的性能. 说明是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的.

关于hashcode与equal函数

- - 编程语言 - ITeye博客
hashcode:独一无二地代表了一个对象,并且通过hashcode可以找到这个对象. 在java.lang.Object的规范中,对hasCode有如下的约定:.  1 在一个应用程序执行期间,如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话,那么对该对象调用多次hashCode方法,它必须返回相同的整数.

为什么要重写equles和hashcode

- - 编程语言 - ITeye博客
  经过网上查阅资料得出如下结论.                      大家知道,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. 那么这里就有一个比较严重的问题了: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.

hashCode equal避免的几个误区

- - ITeye博客
对于hashcode方法和equals方法,我们需要注意以下几点:. 1.equals方法所需要的几个特性.    ?什么情况下进行equals的比较. 答案是用equals比较的只是值本身,对于equals方法,读者需要记住按照两种情况来运用,一比较基本类型的值的比较,二比较的是对象. equals比较的只是值或者对象的内容.

[转]《Effective Java》中推荐的hashCode算法

- - 荒岛码农
Google首席Java架构师Joshua Bloch在他的著作《Effective Java》中提出了一种简单通用的hashCode算法:. 初始化一个整形变量,为此变量赋予一个非零的常数值,比如int result = 17;. 选取equals方法中用于比较的所有域,然后针对每个域的属性进行计算:.