java中equals方法和hashcode方法的区别和联系,以及为什么要重写这两个方法,不重写会怎样

2023-05-13,,

一、在Object类中的定义为:
public native int hashCode();
是一个本地方法,返回的对象的地址值。
但是,同样的思路,在String等封装类中对此方法进行了重写。方法调用得到一个计算公式得到的 int值。 二、在重写任何类得hashcode方法时必须遵循以下几点:
1、在Java应用的同一次执行过程中,同一对象被多次调用,则他们的hashcode值必然相同。
而对于同一个应用的两次不同的调用,它们的Hashcode值可以相同,也有可能不同。
2、对于两个对象来说,如果他们的equals方法比较返回true,那么这两个对象的hashcode必然相同。
这也解释了为什么String类中,如果两个对象的equals方法相同,则他们的hashcode值一定相同。
3、对于两个对象来说,如果使用equals方法返回为false,则他们的hashcode的值有可能相等也可能不等,
(如果不同会提高性能,因为在集合中类判断两个对象是否相等,如果其hashcode不等就直接不用判断equals方法了)
4、对于Object对象来说,不同的Object对象的hashcode是不同的,它们返回的是对象的地址,
equals返回的也是对象的地址。所以在自己定义的类中如果要添加到集合对象中,
最好是要重写hashcode和equals方法,不然会自动继承自Object类中的两个方法根据对象地址来判断。
在重写自己定义的类时,通常是在类中的根据某个值如name.hashcode();来进行判断。 三、以HashSet 为例:
当我们使用HashSet时,hashCode()方法就会被得到调用,判断已经存储在集合中的对象的hashCode值是否与所增加。
对象的hashCode值一致,如果“不一致”则直接加进去(不用比较equals()提高效率),如果一致,则进行equals方法的比较,如果返回true,表明集合里面已经有这个对象,不能添加进去了。如果是false表是集合里面没有这个对象,则可以加进去。所以在重写hashcode()或者equals() 方法的任何一个方法时,必须重写另外一个。
示例代码:
/**
* People 手工重写hashcode方法和equals方法 根据name来判断 两个对象是否相等。
*/
class People {
private String name;
public People(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
//如果是自己
if(this==obj){
return true ;
}
//如果是空
if(obj==null ){
return false;
}
//比较两个People的名字是否相同
if(obj!=null && obj instanceof People){
if(((People)obj).name.equals(this.name))
return true ;
}
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
// String的hashcode本来就是用来比较两个字符是否相等
return name.hashCode();
}
}

从Object类的hashCode()和equals()方法讲起:


最近看了Object类的源码,对hashCode() 和equals()方法有了更深的认识。重写equals()方法就必须重写hashCode()方法的原因,从源头Object类讲起就更好理解了。


先来看Object关于hashCode()和equals()的源码:



    public native int hashCode();

    public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
    }
     光从代码中我们可以知道,hashCode()方法是一个本地native方法,返回的是对象引用中存储的对象的内存地址,而equals方法是利用==来比较的也是对象的内存地址。从上边我们可以看出,hashCode方法和equals方法是一致的。还有最关键的一点,我们来看Object类中关于hashCode()方法的注释:


    /**
    * Returns a hash code value for the object. This method is
    * supported for the benefit of hash tables such as those provided by
    * {@link java.util.HashMap}.
    * <p>
    * The general contract of {@code hashCode} is:
    * <ul>
    * <li>Whenever it is invoked on the same object more than once during
    *     an execution of a Java application, the {@code hashCode} method
    *     must consistently return the same integer, provided no information
    *     used in {@code equals} comparisons on the object is modified.
    *     This integer need not remain consistent from one execution of an
    *     application to another execution of the same application.
    * <li>If two objects are equal according to the {@code equals(Object)}
    *     method, then calling the {@code hashCode} method on each of
    *     the two objects must produce the same integer result.
    * <li>It is <em>not</em> required that if two objects are unequal
    *     according to the {@link java.lang.Object#equals(java.lang.Object)}
    *     method, then calling the {@code hashCode} method on each of the
    *     two objects must produce distinct integer results.  However, the
    *     programmer should be aware that producing distinct integer results
    *     for unequal objects may improve the performance of hash tables.
    * </ul>
    * <p>
    * As much as is reasonably practical, the hashCode method defined by
    * class {@code Object} does return distinct integers for distinct
    * objects. (This is typically implemented by converting the internal
    * address of the object into an integer, but this implementation
    * technique is not required by the
    * Java™ programming language.)
    *
    * @return  a hash code value for this object.
    * @see     java.lang.Object#equals(java.lang.Object)
    * @see     java.lang.System#identityHashCode
    */
    public native int hashCode();
    简单的翻译一下就是,hashCode方法一般的规定是:


    1.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。
    2.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。
    3.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。


再简单的翻译一下第二三点就是:hashCode()和equals()保持一致,如果equals方法返回true,那么两个对象的hasCode()返回值必须一样。如果equals方法返回false,hashcode可以不一样,但是这样不利于哈希表的性能,一般我们也不要这样做。重写equals()方法就必须重写hashCode()方法的原因也就显而易见了。


假设两个对象,重写了其equals方法,其相等条件是属性相等,就返回true。如果不重写hashcode方法,其返回的依然是两个对象的内存地址值,必然不相等。这就出现了equals方法相等,但是hashcode不相等的情况。这不符合hashcode的规则。下边,会介绍在集合框架中,这种情况会导致的严重问题。


重写的作用:


        如果重写(用于需求,比如建立一个Person类,比较相等我只比较其属性身份证相等就可不管其他属性,这时候重写)equals,就得重写hashCode,和其对象相等保持一致。如果不重写,那么调用的Object中的方法一定保持一致。


       1.  重写equals()方法就必须重写hashCode()方法主要是针对HashSet和Map集合类型。集合框架只能存入对象(对象的引用(基本类型数据:自动装箱))。


        在向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象(存入对象)的hashCode()方法来得到该对象的hashCode()值,然后根据该hashCode值决定该对象在HashSet中存储的位置。简单的说:HashSet集合判断两个元素相等的标准是:两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的HashCode()方法返回值也相等。如果两个元素通过equals()方法比较返回true,但是它们的hashCode()方法返回值不同,HashSet会把它们存储在不同的位置,依然可以添加成功。同样:在Map集合中,例如其子类Hashtable(jdk1.0错误的命名规范),HashMap,存储的数据是<key,value>对,key,value都是对象,被封装在Map.Entry,即:每个集合元素都是Map.Entry对象。在Map集合中,判断key相等标准也是:两个key通过equals()方法比较返回true,两个key的hashCode的值也必须相等。判断valude是否相等equal()相等即可。


      稍微提一句:(1)两个对象,用==比较比较的是地址,需采用equals方法(可根据需求重写)比较。


                              (2)重写equals()方法就重写hashCode()方法。


                               (3)一般相等的对象都规定有相同的hashCode。


                                hash:散列,Map关联数组,字典


     2. 集合类都重写了toString方法。String类重写了equal和hashCode方法,比较的是值。


用HashSet来验证两个需都重写的必要性


      程序提供了三个类A,B,C,它们分别重写了equals(),hashCode()两个方法中的一个或全部。

class A {
String certificate;

public A(String certificate) {

this.certificate = certificate;
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
A other = (A) obj;
if (certificate == null) {
if (other.certificate != null)
return false;
} else if (!certificate.equals(other.certificate))
return false;
return true;
}

}

class B {
String certificate;// 身份证号

public B(String certificate) {

this.certificate = certificate;
}

@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + ((certificate == null) ? 0 : certificate.hashCode());
return result;
}
}

class C {
String certificate;

public C(String certificate) {

this.certificate = certificate;
}

@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + ((certificate == null) ? 0 : certificate.hashCode());
return result;
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
C other = (C) obj;
if (certificate == null) {
if (other.certificate != null)
return false;
} else if (!certificate.equals(other.certificate))
return false;
return true;
}

}


 


重写hashCode()的原则


    (1)同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值;


    (2)当两个对象通过equals()方法比较返回true时,这两个对象的hashCode()应该返回相等的(int)值;


    (3)对象中用作equals()方法比较标准的Filed(成员变量(类属性)),都应该用来计算hashCode值。


      计算hashCode值的方法:      


    //f是Filed属性
    boolean    hashCode=(f?0:1)
    (byte,short,char,int)      hashCode=(int)f
    long       hashCode=(int)(f^(f>>>32))
    float       hashCode=Float.floatToIntBits(f)
    double   hashCode=(int)(1^(1>>>32))
    普通引用类型    hashCode=f.hashCode()

将计算出的每个Filed的hashCode值相加返回,为了避免直接相加产生的偶然相等(单个不相等,加起来就相等了),为每个Filed乘以一个质数后再相加,例如有:


    return  f1.hashCode()*17+(int)f2.13

    查看String源码,看hashCode()d的实现方法:


 


 


    /**
    * Returns a hash code for this string. The hash code for a
    * <code>String</code> object is computed as
    * <blockquote><pre>
    * s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
    * </pre></blockquote>
    * using <code>int</code> arithmetic, where <code>s[i]</code> is the
    * <i>i</i>th character of the string, <code>n</code> is the length of
    * the string, and <code>^</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;
    }
 
    public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet hashSet = new HashSet();
    hashSet.add(new A());
    hashSet.add(new A());
    hashSet.add(new B());
    hashSet.add(new B());
    hashSet.add(new C());
    hashSet.add(new C());
    for (Object hs : hashSet) {
    System.out.println(hs);
    }
    //HashSet重写了toString()方法
    //        System.out.println(hashSet);
    }
    }

其结果为:




    cn.edu.uestc.collection.B@1
    cn.edu.uestc.collection.B@1
    cn.edu.uestc.collection.C@2
    cn.edu.uestc.collection.A@3f84246a
    cn.edu.uestc.collection.A@18a9fa9c
    Process finished with exit code 0

从上边的程序结果可以看到,必须要同时重写这两个方法,要不然Set的特性就被破坏了。

 

java中equals方法和hashcode方法的区别和联系,以及为什么要重写这两个方法,不重写会怎样的相关教程结束。

《java中equals方法和hashcode方法的区别和联系,以及为什么要重写这两个方法,不重写会怎样.doc》

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