HashCode和equals的理解

-------------------------------------------------------------------------------------------第一篇博客-------------------------------------------------------------------------------------------------

前言

在程序设计中，有很多的“公约”，遵守约定去实现你的代码，会让你避开很多坑，这些公约是前人总结出来的设计规范。

Object类是Java中的万类之祖，其中，equals和hashCode是2个非常重要的方法。

这2个方法总是被人放在一起讨论。最近在看集合框架，为了打基础，就决定把一些细枝末节清理掉。一次性搞清楚！

下面开始剖析。

public boolean equals(Object obj)

Object类中默认的实现方式是  :   return this == obj  。那就是说，只有this 和 obj引用同一个对象，才会返回true。

而我们往往需要用equals来判断 2个对象是否等价，而非验证他们的唯一性。这样我们在实现自己的类时，就要重写equals.

按照约定，equals要满足以下规则。

自反性:  x.equals(x) 一定是true

对null:  x.equals(null) 一定是false

对称性:  x.equals(y)  和  y.equals(x)结果一致

传递性:  a 和 b equals , b 和 c  equals，那么 a 和 c也一定equals。

一致性:  在某个运行时期间，2个对象的状态的改变不会不影响equals的决策结果，那么，在这个运行时期间，无论调用多少次equals，都返回相同的结果。

一个例子

 1 class Test
 2 {
 3     private int num;
 4     private String data;
 5
 6     public boolean equals(Object obj)
 7     {
 8         if (this == obj)
 9             return true;
10
11         if ((obj == null) || (obj.getClass() != this.getClass()))
12             return false;
13 
           //能执行到这里，说明obj和this同类且非null。
14         Test test = (Test) obj;
15         return num == test.num&& (data == test.data || (data != null && data.equals(test.data)));
16     }
17
18     public int hashCode()
19     {
20         //重写equals，也必须重写hashCode。具体后面介绍。
24     }
25
26 }

equals编写指导

Test类对象有2个字段，num和data，这2个字段代表了对象的状态，他们也用在equals方法中作为评判的依据。

在第8行，传入的比较对象的引用和this做比较，这样做是为了 save time ，节约执行时间，如果this 和 obj是 对同一个堆对象的引用，那么，他们一定是qeuals 的。

接着，判断obj是不是为null，如果为null，一定不equals，因为既然当前对象this能调用equals方法，那么它一定不是null，非null 和 null当然不等价。

然后，比较2个对象的运行时类，是否为同一个类。不是同一个类，则不equals。getClass返回的是 this 和obj的运行时类的引用。如果他们属于同一个类，则返回的是同一个运行时类的引用。注意，一个类也是一个对象。

1、有些程序员使用下面的第二种写法替代第一种比较运行时类的写法。应该避免这样做。

if((obj == null) || (obj.getClass() != this.getClass())) 

     return false; 

if(!(obj instanceof Test)) 

     return false; // avoid 避免！

它违反了公约中的对称原则。

例如：假设Dog扩展了Aminal类。

dog instanceof Animal      得到true

animal instanceof Dog      得到false

这就会导致

animal.equls(dog) 返回true
dog.equals(animal) 返回false

仅当Test类没有子类的时候，这样做才能保证是正确的。

2、按照第一种方法实现，那么equals只能比较同一个类的对象，不同类对象永远是false。但这并不是强制要求的。一般我们也很少需要在不同的类之间使用equals。

3、在具体比较对象的字段的时候，对于基本值类型的字段，直接用 == 来比较（注意浮点数的比较，这是一个坑）对于引用类型的字段，你可以调用他们的equals，当然，你也需要处理字段为null 的情况。对于浮点数的比较，我在看Arrays.binarySearch的源代码时，发现了如下对于浮点数的比较的技巧：

if ( Double.doubleToLongBits(d1) == Double.doubleToLongBits(d2) ) //d1 和 d2 是double类型

if(  Float.floatToIntBits(f1) == Float.floatToIntBits(f2)  )      //f1 和 f2 是d2是float类型

4、并不总是要将对象的所有字段来作为equals 的评判依据，那取决于你的业务要求。比如你要做一个家电功率统计系统，如果2个家电的功率一样，那就有足够的依据认为这2个家电对象等价了，至少在你这个业务逻辑背景下是等价的，并不关心他们的价钱啊，品牌啊，大小等其他参数。

5、最后需要注意的是，equals 方法的参数类型是Object，不要写错！

public int hashCode()

这个方法返回对象的散列码，返回值是int类型的散列码。
对象的散列码是为了更好的支持基于哈希机制的Java集合类，例如 Hashtable, HashMap, HashSet 等。

关于hashCode方法，一致的约定是：

重写了euqls方法的对象必须同时重写hashCode()方法。

如果2个对象通过equals调用后返回是true，那么这个2个对象的hashCode方法也必须返回同样的int型散列码

如果2个对象通过equals返回false，他们的hashCode返回的值允许相同。(然而，程序员必须意识到，hashCode返回独一无二的散列码，会让存储这个对象的hashtables更好地工作。)

在上面的例子中，Test类对象有2个字段，num和data，这2个字段代表了对象的状态，他们也用在equals方法中作为评判的依据。那么， 在hashCode方法中，这2个字段也要参与hash值的运算，作为hash运算的中间参数。这点很关键，这是为了遵守：2个对象equals，那么 hashCode一定相同规则。

也是说，参与equals函数的字段，也必须都参与hashCode 的计算。

合乎情理的是：同一个类中的不同对象返回不同的散列码。典型的方式就是根据对象的地址来转换为此对象的散列码，但是这种方式对于Java来说并不是唯一的要求的
的实现方式。通常也不是最好的实现方式。

相比 于 equals公认实现约定，hashCode的公约要求是很容易理解的。有2个重点是hashCode方法必须遵守的。约定的第3点，其实就是第2点的
细化，下面我们就来看看对hashCode方法的一致约定要求。

第一：在某个运行时期间，只要对象的（字段的）变化不会影响equals方法的决策结果，那么，在这个期间，无论调用多少次hashCode，都必须返回同一个散列码。

第二：通过equals调用返回true 的2个对象的hashCode一定一样。

第三：通过equasl返回false 的2个对象的散列码不需要不同，也就是他们的hashCode方法的返回值允许出现相同的情况。

总结一句话：等价的(调用equals返回true)对象必须产生相同的散列码。不等价的对象，不要求产生的散列码不相同。

hashCode编写指导

在编写hashCode时，你需要考虑的是，最终的hash是个int值，而不能溢出。不同的对象的hash码应该尽量不同，避免hash冲突。

那么如果做到呢？下面是解决方案。

1、定义一个int类型的变量 hash,初始化为 7。

接下来让你认为重要的字段（equals中衡量相等的字段）参入散列运，算每一个重要字段都会产生一个hash分量，为最终的hash值做出贡献（影响）

运算方法参考表

重要字段var的类型	他生成的hash分量
byte, char, short ， int	(int)var
long	(int)(var ^ (var >>> 32))
boolean	var?1:0
float	Float.floatToIntBits(var)
double	long bits = Double.doubleToLongBits(var); 分量 = (int)(bits ^ (bits >>> 32));
引用类型	(null == var ? 0 : var.hashCode())

最后把所有的分量都总和起来，注意并不是简单的相加。选择一个倍乘的数字31，参与计算。然后不断地递归计算，直到所有的字段都参与了。　

int hash = 7;

hash = 31 * hash + 字段1贡献分量;

hash = 31 * hash + 字段2贡献分量;

.....

return hash；

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1、hashCode的存在主要是用于查找的快捷性，如Hashtable，HashMap等，hashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的；

2、如果两个对象相同，就是适用于equals(Java.lang.Object) 方法，那么这两个对象的hashCode一定要相同；

3、如果对象的equals方法被重写，那么对象的hashCode也尽量重写，并且产生hashCode使用的对象，一定要和equals方法中使用的一致，否则就会违反上面提到的第2点；

4、两个对象的hashCode相同，并不一定表示两个对象就相同，也就是不一定适用于equals(java.lang.Object) 方法，只能够说明这两个对象在散列存储结构中，如Hashtable，他们“存放在同一个篮子里”。

再归纳一下就是hashCode是用于查找使用的，而equals是用于比较两个对象的是否相等的。以下这段话是从别人帖子回复拷贝过来的：

1. 1.hashcode是用来查找的，如果你学过数据结构就应该知道，在查找和排序这一章有
2. 例如内存中有这样的位置
3. 0  1  2  3  4  5  6  7
4. 而我有个类，这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上8个位置之一，如果不用hashcode而任意存放，那么当查找时就需要到这八个位置里挨个去找，或者用二分法一类的算法。
5. 但如果用hashcode那就会使效率提高很多。
6. 我们这个类中有个字段叫ID,那么我们就定义我们的hashcode为ID％8，然后把我们的类存放在取得得余数那个位置。比如我们的ID为9，9除8的余数为1，那么我们就把该类存在1这个位置，如果ID是13，求得的余数是5，那么我们就把该类放在5这个位置。这样，以后在查找该类时就可以通过ID除 8求余数直接找到存放的位置了。
7. 2.但是如果两个类有相同的hashcode怎么办那（我们假设上面的类的ID不是唯一的），例如9除以8和17除以8的余数都是1，那么这是不是合法的，回答是：可以这样。那么如何判断呢？在这个时候就需要定义 equals了。
8. 也就是说，我们先通过 hashcode来判断两个类是否存放某个桶里，但这个桶里可能有很多类，那么我们就需要再通过 equals 来在这个桶里找到我们要的类。
9. 那么。重写了equals()，为什么还要重写hashCode()呢？
10. 想想，你要在一个桶里找东西，你必须先要找到这个桶啊，你不通过重写hashcode()来找到桶，光重写equals()有什么用啊

最后，我们来看一个具体的示例吧，

1. public class HashTest {
2. private int i;
3. public int getI() {
4. return i;
5. }
6. public void setI(int i) {
7. this.i = i;
8. }
9. public int hashCode() {
10. return i % 10;
11. }
12. public final static void main(String[] args) {
13. HashTest a = new HashTest();
14. HashTest b = new HashTest();
15. a.setI(1);
16. b.setI(1);
17. Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
18. set.add(a);
19. set.add(b);
20. System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
21. System.out.println(a.equals(b));
22. System.out.println(set);
23. }
24. }

这个输出的结果：

1. true
2. false
3. [com.ubs.sae.test.HashTest@1, com.ubs.sae.test.HashTest@1]

以上这个示例，我们只是重写了hashCode方法，从上面的结果可以看出，虽然两个对象的hashCode相等，但是实际上两个对象并不是相等；，我们没有重写equals方法，那么就会调用object默认的equals方法，是比较两个对象的引用是不是相同，显示这是两个不同的对象，两个对象的引用肯定是不定的。这里我们将生成的对象放到了HashSet中，而HashSet中只能够存放唯一的对象，也就是相同的（适用于equals方法）的对象只会存放一个，但是这里实际上是两个对象a,b都被放到了HashSet中，这样HashSet就失去了他本身的意义了。

此时我们把equals方法给加上：

1. public class HashTest {
2. private int i;
3. public int getI() {
4. return i;
5. }
6. public void setI(int i) {
7. this.i = i;
8. }
9. <span style="color:#3366FF;"><strong>public boolean equals(Object object) {
10. if (object == null) {
11. return false;
12. }
13. if (object == this) {
14. return true;
15. }
16. if (!(object instanceof HashTest)) {
17. return false;
18. }
19. HashTest other = (HashTest) object;
20. if (other.getI() == this.getI()) {
21. return true;
22. }
23. return false;
24. }</strong></span>
25. public int hashCode() {
26. return i % 10;
27. }
28. public final static void main(String[] args) {
29. HashTest a = new HashTest();
30. HashTest b = new HashTest();
31. a.setI(1);
32. b.setI(1);
33. Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
34. set.add(a);
35. set.add(b);
36. System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
37. System.out.println(a.equals(b));
38. System.out.println(set);
39. }
40. }

此时得到的结果就会如下：

1. true
2. true
3. [com.ubs.sae.test.HashTest@1]

从结果我们可以看出，现在两个对象就完全相等了，HashSet中也只存放了一份对象。