再也不用担心面试官问你HashCode和equals了
结论
如果两个对象相等,则hashcode()必须相等。
如果两个对象相等,a.equals(b)==b.equals(a)==true
如果两个对象有相同的hashcode值,他们也不一定是相等的。但若两个对象相等,则hashCode值一定相等。
因此若equals()被覆盖过,则hashCode()也必须被覆盖。
hashCOde()的默认行为是用hash算法对在heap上的对象产生独特的值。如果没有重载过hashCode(),则该class的两个对象怎么都不会认为是相同的。
equals()的默认行为(在Object类中的方法体)时执行==的比较,也就是说会测试两个引用是否是heap上同一个对象,如果equals()没有被覆盖过,两个对象永远不会认为是相同的。
为什么不同的对象会有相同的hashCode()的可能?
例:hashSet使用hashCode来达成存取,这是速度比较快的方法。重点在于hashCode()相同并不一定保证对象是相等的,因为hashCode()所使用的复杂算法也许刚好会让多个对象传回相同的杂凑值。如果HashSet在比较的时候,发现同样的hashCode值有多个对象,它会使用equals()来判断这几个对象是否真的相等。也就是说,hashCode()是用来缩小寻找范围。但最后还是要用equals()才能确认是否真的相等。
HashSet中存储元素时,先用重载过的hashCode()方法中特定算法计算出该元素的hashCode值,如果发现该集合中已经有了该hashCode值,那么调用重载过的equals()方法(比如方法体是比较该元素对象的各个属性是否相等)来进一步判断,如果相等那么说明该元素已经存在,否则说明不存在,该元素则存储在该位置上的数组上
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)
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;
说明,以下的内容是我在google上找到并翻译整理的,其中加入了自己的话和一些例子,便于理解,但我能保证这并不影响整体准确性。
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