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java中的hashcode()和equals()方法详解

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最近参加面试的时候常遇到关于hashcode()和equals()方法的问题,自己总结了一下并从网上找了些资料。
JDK API 1.6.0的解释:
hashCodepublic 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。 hashCode 的常规协定是:
在 Java 应用程序执行期间,在对同一对象多次调用 hashCode 方法时,必须一致地返回相同的整数,前提是将对象进行 equals 比较时所用的信息没有被修改。从某一应用程序的一次执行到同一应用程序的另一次执行,该整数无需保持一致。
如果根据 equals(Object) 方法,两个对象是相等的,那么对这两个对象中的每个对象调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。
如果根据 equals(java.lang.Object) 方法,两个对象不相等,那么对这两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法不 要求一定生成不同的整数结果。但是,程序员应该意识到,为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能。
实际上,由 Object 类定义的 hashCode 方法确实会针对不同的对象返回不同的整数。(这一般是通过将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的,但是 JavaTM 编程语言不需要这种实现技巧。)
返回: 此对象的一个哈希码值。equalspublic boolean equals(Object obj)
指示其他某个对象是否与此对象“相等”。 equals 方法在非空对象引用上实现相等关系:
自反性:对于任何非空引用值 x,x.equals(x) 都应返回 true。
对称性:对于任何非空引用值 x 和 y,当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时,x.equals(y) 才应返回 true。
传递性:对于任何非空引用值 x、y 和 z,如果 x.equals(y) 返回 true,并且 y.equals(z) 返回 true,那么 x.equals(z) 应返回 true。
一致性:对于任何非空引用值 x 和 y,多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false,前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。
对于任何非空引用值 x,x.equals(null) 都应返回 false。
Object 类的 equals 方法实现对象上差别可能性最大的相等关系;即,对于任何非空引用值 x 和 y,当且仅当 x 和 y 引用同一个对象时,此方法才返回 true(x == y 具有值 true)。 注意:当此方法被重写时,通常有必要重写 hashCode 方法,以维护 hashCode 方法的常规协定,该协定声明相等对象必须具有相等的哈希码。
参数: obj - 要与之比较的引用对象。 返回: 如果此对象与 obj 参数相同,则返回 true;否则返回 false。以下是网上找的:
1. 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:
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。比如在String类中如下:
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Double、Integer、Math。。。。等等这些类都是重写了equals()方法的,从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较,这个没有什么好说的。
我们还应该注意,Java语言对equals()的要求如下,这些要求是必须遵循的:
? 对称性:如果x.equals(y)返回是“true”,那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
? 反射性:x.equals(x)必须返回是“true”。
? 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”。
? 还有一致性: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”。
? 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,请大家一定要遵守。
2. 其次是hashcode() 方法,在object类中定义如下:
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:
    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 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。)

3.这里我们首先要明白一个问题:
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。解释下第3点的使用范围,我的理解是在object、String等类中都能使用。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(第2点里面已经分析了)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。

4.谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用,具体是怎样呢,请看如下分析:
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是根据什么原理来存取对象的呢?
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?这就是问题的关键所在,经过一下午的查询求证终于获得了一点启示,和大家分享一下,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。后面会重点讲到这个问题。)
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。
比如下面的代码:

public static void main(String args[]){
String s1=new String("zhaoxudong");
String s2=new String("zhaoxudong");
System.out.println(s1==s2);//false
System.out.println(s1.equals(s2));//true
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode()
System.out.println(s2.hashCode());
Set hashset=new HashSet();
hashset.add(s1);
hashset.add(s2);
/*实质上在添加s1,s2时,运用上面说到的两点准则,可以知道hashset认为s1和s2是相等的,是在添加重复元素,所以让s2覆盖了s1;*/
Iterator it=hashset.iterator();
            while(it.hasNext())
            {
             System.out.println(it.next());
            }
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。
输出结果为:false
            true
            -967303459
            -967303459
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法,所以在根据上面的第1.2条原则判定时,hashset认为它们是相等的对象,进行了重复添加。
但是看下面的程序:
import java.util.*;
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;
                 }
           }     
输出结果为:
                      1:zhangsan
                   1:zhangsan
                   3:wangwu
                   2:lisi
问题出现了,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(这个不用解释了吧)。那么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,呵呵,各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧!!
它是一个本地方法,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(这个大家都能理解吧。。。),造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则,hashset会把它们当作不同的对象对待,自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢??
答案是:在Student类中重新hashcode()和equals()方法。
例如:
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;
}
}
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(这一点应该没有疑问吧)。
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。所以运行修改后的程序时,我们会发现运行结果是:
                      1:zhangsan
                   3:wangwu
                   2:lisi
可以看到重复元素的问题已经消除。
关于在hibernate的pojo类中,重新equals()和hashcode()的问题:
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。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则,前面说了两条,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,但是我觉得这是非常有必要的(所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断)。
比如可以这样写:
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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