Java 如何重写对象的 equals 方法和 hashCode 方法

前言：Java 对象如果要比较是否相等，则需要重写 equals 方法，同时重写 hashCode 方法，而且 hashCode 方法里面使用质数 31。接下来看看各种为什么。

一、需求：

　　对比两个对象是否相等。对于下面的 User 对象，只需姓名和年龄相等则认为是同一个对象。

二、解决方案：

　　需要重写对象的 equals 方法和 hashCode 方法

package com.yule.user.entity;
 
import org.springframework.util.StringUtils;
 
/**
 * 用户实体
 *
 * @author yule
 * @date 2018/8/6 21:51
 */
public class User {
    private String id;
    private String name;
    private String age;
 
    public User(){
 
    }
 
    public User(String id, String name, String age){
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getId() {
        return id;
    }
 
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public String getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(String age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return this.id + " " + this.name + " " + this.age;
    }
 
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(this == obj){
            return true;//地址相等
        }
 
        if(obj == null){
            return false;//非空性：对于任意非空引用x，x.equals(null)应该返回false。
        }
 
        if(obj instanceof User){
            User other = (User) obj;
            //需要比较的字段相等，则这两个对象相等
            if(equalsStr(this.name, other.name)
                    && equalsStr(this.age, other.age)){
                return true;
            }
        }
 
        return false;
    }
 
    private boolean equalsStr(String str1, String str2){
        if(StringUtils.isEmpty(str1) && StringUtils.isEmpty(str2)){
            return true;
        }
        if(!StringUtils.isEmpty(str1) && str1.equals(str2)){
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + (name == null ? 0 : name.hashCode());
        result = 31 * result + (age == null ? 0 : age.hashCode());
        return result;
    }
}

三、测试

　　1、创建两个对象，名字和年龄相等则对象 equals 为 true。

    @Test
    public void testEqualsObj(){
        User user1 = new User("1", "xiaohua", "14");
        User user2 = new User("2", "xiaohua", "14");
        System.out.println((user1.equals(user2)));//打印为 true
    }

四、为什么要重写 equals 方法

　　因为不重写 equals 方法，执行 user1.equals(user2) 比较的就是两个对象的地址（即 user1 == user2），肯定是不相等的，见 Object 源码：

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

五、为什么要重写 hashCode 方法

　　既然比较两个对象是否相等，使用的是 equals 方法，那么只要重写了 equals 方法就好了，干嘛又要重写 hashCode 方法呢？

　　其实当 equals 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。那这又是为什么呢？看看下面这个例子就懂了。

　　User 对象的 hashCode 方法如下，没有重写父类的 hashCode 方法

    @Override
    public int hashCode() {
        return super.hashCode();
    }

　　使用 hashSet

    @Test
    public void testHashCodeObj(){
        User user1 = new User("1", "xiaohua", "14");
        User user2 = new User("2", "xiaohua", "14");
        Set<User> userSet = new HashSet<>();
        userSet.add(user1);
        userSet.add(user2);
        System.out.println(user1.equals(user2));
        System.out.println(user1.hashCode() == user2.hashCode());
        System.out.println(userSet);
    }

　　结果

　　显然，这不是我们要的结果，我们是希望两个对象如果相等，那么在使用 hashSet 存储时也能认为这两个对象相等。

　　通过看 hashSet 的 add 方法能够得知 add 方法里面使用了对象的 hashCode 方法来判断，所以我们需要重写 hashCode 方法来达到我们想要的效果。

　　将 hashCode 方法重写后，执行上面结果为

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + (name == null ? 0 : name.hashCode());
        result = 31 * result + (age == null ? 0 : age.hashCode());
        return result;
    }

　　所以：hashCode 是用于散列数据的快速存取，如利用 HashSet/HashMap/Hashtable 类来存储数据时，都会根据存储对象的 hashCode 值来进行判断是否相同的。

六、如何重写 hashCode

　　生成一个 int 类型的变量 result，并且初始化一个值，比如17

　　对类中每一个重要字段，也就是影响对象的值的字段，也就是 equals 方法里有比较的字段，进行以下操作：a. 计算这个字段的值 filedHashValue = filed.hashCode(); b. 执行 result = 31 * result + filedHashValue;

七、为什么要使用 31

　　看一看 String hashCode 方法的源码：

    /**
     * Returns a hash code for this string. The hash code for a
     * {@code String} object is computed as
     * <blockquote><pre>
     * s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
     * </pre></blockquote>
     * using {@code int} arithmetic, where {@code s[i]} is the
     * <i>i</i>th character of the string, {@code n} is the length of
     * the string, and {@code ^} indicates exponentiation.
     * (The hash value of the empty string is zero.)
     *
     * @return  a hash code value for this object.
     */
    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;
    }

　　可以从注释看出：空字符串的 hashCode 方法返回是 0。并且注释中也给了个公式，可以了解了解。

　　String 源码中也使用的 31，然后网上说有这两点原因：

原因一：更少的乘积结果冲突

　　31是质子数中一个“不大不小”的存在，如果你使用的是一个如2的较小质数，那么得出的乘积会在一个很小的范围，很容易造成哈希值的冲突。而如果选择一个100以上的质数，得出的哈希值会超出int的最大范围，这两种都不合适。而如果对超过 50,000 个英文单词（由两个不同版本的 Unix 字典合并而成）进行 hash code 运算，并使用常数 31, 33, 37, 39 和 41 作为乘子，每个常数算出的哈希值冲突数都小于7个（国外大神做的测试），那么这几个数就被作为生成hashCode值得备选乘数了。

　　所以从 31,33,37,39 等中间选择了 31 的原因看原因二。

原因二：31 可以被 JVM 优化

　　JVM里最有效的计算方式就是进行位运算了：

　　* 左移 << : 左边的最高位丢弃，右边补全0（把 << 左边的数据*2的移动次幂）。
　　* 右移 >> : 把>>左边的数据/2的移动次幂。
　　* 无符号右移 >>> : 无论最高位是0还是1，左边补齐0。 　　

所以 ： 31 * i = (i << 5) - i（左边  31*2=62,右边   2*2^5-2=62） - 两边相等，JVM就可以高效的进行计算啦。。。