前言

眾所周知Java.lang.Object 有一個(gè)hashCode()和一個(gè)equals()方法，這兩個(gè)方法在軟件設(shè)計(jì)中扮演著舉足輕重的角色。在一些類中重寫這兩個(gè)方法以完成某些重要功能。

1、為什么要用 hashCode()?

集合Set中的元素是無序且不可重復(fù)的，那判斷兩個(gè)元素是否重復(fù)的依據(jù)是什么呢？

有人說：比較對(duì)象是否相等當(dāng)然用Object.equal()了。但是，Set中存在大量對(duì)象，后添加到集合Set中的對(duì)象元素比較次數(shù)會(huì)逐漸增多，大大降低了程序運(yùn)行效率。 Java中采用哈希算法(也叫散列算法)來解決這個(gè)問題，將對(duì)象(或數(shù)據(jù))依特定算法直接映射到一個(gè)地址上，對(duì)象的存取效率大大提高。

這樣一來，當(dāng)含有海量元素的集合Set需要添加某元素(對(duì)象)時(shí)，先調(diào)用這個(gè)元素的hashCode()，就能一下子定位到此元素實(shí)際存儲(chǔ)位置，如果這個(gè)位置沒有元素，說明此對(duì)象是第一次存儲(chǔ)到集合Set, 直接將此對(duì)象存儲(chǔ)在此位置上；若此位置有對(duì)象存在，調(diào)用equal()看看這兩個(gè)對(duì)象是否相等，相等就舍棄此元素不存，不等則散列到其他地址。

這也是為什么set集合存儲(chǔ)對(duì)象類型數(shù)據(jù)的時(shí)候，要不僅僅重寫對(duì)象的hashCode()方法還要重寫equals()方法的原因。

2、HOW use hashCode()?

hashCode()的返回值和equals()的關(guān)系

• 如果a.equals(b)返回“true”，那么a和b的hashCode()一定相等。
• 如果a.equals(b)返回“false”，那么a和b的hashCode()有可能相等，也有可能不等。

下面是一個(gè)例子。在實(shí)際的軟件開發(fā)中，最好重寫這兩個(gè)方法。

public class Employee {
 int  employeeId;
 String  name;
 @Override
 public boolean equals(Object obj)
 {
  if(obj==this)
   return true;
  Employee emp=(Employee)obj;
  if(employeeId.equals(emp.getEmployeeId()) && name==emp.getName())
   return true;
  return false;
 }
 @Override
 public int hashCode() {
  int hash = 1;
  hash = hash * 17 + employeeId;
  hash = hash * 31 + name.hashCode();
  return hash;
 }
}

equals()和hashCode()方法是用來在同一類中做比較用的，尤其是在容器里如set存放同一類對(duì)象時(shí)用來判斷放入的對(duì)象是否重復(fù)。

這里我們首先要明白一個(gè)問題：

equals()相等的兩個(gè)對(duì)象，hashcode()一定相等，equals()不相等的兩個(gè)對(duì)象，卻并不能證明他們的hashcode()不相等。換句話說，equals()方法不相等的兩個(gè)對(duì)象，hashCode()有可能相等。

在這里hashCode就好比字典里每個(gè)字的索引，equals()好比比較的是字典里同一個(gè)字下的不同詞語。就好像在字典里查“自”這個(gè)字下的兩個(gè)詞語“自己”、“自發(fā)”，如果用equals()判斷查詢的詞語相等那么就是同一個(gè)詞語，比如equals()比較的兩個(gè)詞語都是“自己”，那么此時(shí)hashCode()方法得到的值也肯定相等；如果用equals()方法比較的是“自己”和“自發(fā)”這兩個(gè)詞語，那么得到結(jié)果是不想等，但是這兩個(gè)詞都屬于“自”這個(gè)字下的詞語所以在查索引時(shí)相同，即：hashCode()相同。如果用equals()比較的是“自己”和“他們”這兩個(gè)詞語的話那么得到的結(jié)果也是不同的，此時(shí)hashCode() 得到也是不同的。

反過來：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。

在object類中，hashcode()方法是本地方法，返回的是對(duì)象的地址值，而object類中的equals()方法比較的也是兩個(gè)對(duì)象的地址值，如果equals()相等，說明兩個(gè)對(duì)象地址值也相等，當(dāng)然hashcode() 也就相等了。

既然equals比較元素相等更準(zhǔn)確，那么為什么還要用hashCode( )方法呢？

因?yàn)閔ash算法對(duì)于查找元素提供了很高的效率，如果想查找一個(gè)集合中是否包含有某個(gè)對(duì)象，大概的程序代碼怎樣寫呢？
你通常是逐一取出每個(gè)元素與要查找的對(duì)象進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)元素與要查找的對(duì)象進(jìn)行equals方法比較的結(jié)果相等時(shí)，則停止繼續(xù)查找并返回肯定的信息，否則，返回否定的信息，如果一個(gè)集合中有很多個(gè)元素，比如有一萬個(gè)元素，并且沒有包含要查找的對(duì)象時(shí)，則意味著你的程序需要從集合中取出一萬個(gè)元素進(jìn)行逐一比較才能得到結(jié)論。

Object類中定義了一個(gè)hashCode()方法來返回每個(gè)Java對(duì)象的哈希碼，當(dāng)從HashSet集合中查找某個(gè)對(duì)象時(shí)，Java系統(tǒng)首先調(diào)用對(duì)象的hashCode()方法獲得該對(duì)象的哈希碼表，然后根據(jù)哈希嗎找到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)域，最后取得該存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的每個(gè)元素與該對(duì)象進(jìn)行equals方法比較；這樣就不用遍歷集合中的所有元素就可以得到結(jié)論，可見，HashSet集合具有很好的對(duì)象檢索性能。

但是，HashSet集合存儲(chǔ)對(duì)象的效率相對(duì)要低些，因?yàn)橄騂ashSet集合中添加一個(gè)對(duì)象時(shí)，要先計(jì)算出對(duì)象的哈希碼和根據(jù)這個(gè)哈希碼確定對(duì)象在集合中的存放位置為了保證一個(gè)類的實(shí)例對(duì)象能在HashSet正常存儲(chǔ)，要求這個(gè)類的兩個(gè)實(shí)例對(duì)象用equals()方法比較的結(jié)果相等時(shí)，他們的哈希碼也必須相等；也就是說，如果obj1.equals(obj2)的結(jié)果為true,那么以下表達(dá)式的結(jié)果也要為true:obj1.hashCode() == obj2.hashCode() 。

換句話說：當(dāng)我們重寫一個(gè)對(duì)象的equals方法，就必須重寫他的hashCode方法，不重寫他的hashCode方法的話，Object對(duì)象中的hashCode方法始終返回的是一個(gè)對(duì)象的hash地址，而這個(gè)地址是永遠(yuǎn)不相等的。所以這時(shí)候即使是重寫了equals方法，也不會(huì)有特定的效果的，因?yàn)閔ashCode方法如果都不想等的話，就不會(huì)調(diào)用equals方法進(jìn)行比較了，所以沒有意義了。

大多數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過equals方法來判斷他們是否包含一個(gè)元素，例如：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
boolean contains = list.contains("b");

這個(gè)變量contains結(jié)果是true，因?yàn)?雖然”b”是不相同的實(shí)例(此外,忽略字符串駐留),但是他們是相等的。

他們通過使用一種快捷的方式(減少潛在的實(shí)例相等)進(jìn)行比較，從而代替通過比較實(shí)例所包含的每個(gè)元素。而快捷比較僅需要比較下面這些方面：

快捷方式比較即通過比較哈希值，它可以將一個(gè)實(shí)例用一個(gè)整數(shù)值來代替。哈希碼相同的實(shí)例不一定相等，但相等的實(shí)例一定具有有相同的哈希值。(或應(yīng)該有,我們很快就會(huì)討論這個(gè))這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常通過這種這種技術(shù)來命名,可以通過Hash來識(shí)別他們的,其中，HashMap是其中最著名的代表。

它們通常是這樣這樣運(yùn)作的:

當(dāng)添加一個(gè)元素,它的哈希碼是用來計(jì)算內(nèi)部數(shù)組的索引(即所謂的桶)

如果是,不相等的元素有相同的哈希碼,他們最終在同一個(gè)桶上并且捆綁在一起,例如通過添加到列表。
當(dāng)一個(gè)實(shí)例來進(jìn)行contains操作時(shí)，它的哈希碼將用來計(jì)算桶值(索引值)，只有當(dāng)對(duì)應(yīng)索引值上存在元素時(shí)，才會(huì)對(duì)實(shí)例進(jìn)行比較。

因此equals，hashCode是定義在Object類中。

如果hashCode作為快捷方式來確定相等，那么只有一件事我們應(yīng)該關(guān)心:相等的對(duì)象應(yīng)該具有相同的哈希碼，這也是為什么如果我們重寫了equals方法后，我們必須創(chuàng)建一個(gè)與之匹配的hashCode實(shí)現(xiàn)的原因!

否則相等的對(duì)象是可能不會(huì)有相同的哈希碼的,因?yàn)樗鼈儗⒄{(diào)用的是Object's的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

引用自官方文檔

hashCode通用約定:

調(diào)用運(yùn)行Java應(yīng)用程序中的同一對(duì)象,hashCode方法必須始終返回相同的整數(shù)。這個(gè)整數(shù)不需要在不同的Java應(yīng)用程序中保持一致。根據(jù)equals(Object)的方法來比較，如果兩個(gè)對(duì)象是相等的,兩個(gè)對(duì)象調(diào)用hashCode方法必須產(chǎn)生相同的結(jié)果。

根據(jù)equals(Object)的方法是比較，如果兩個(gè)對(duì)象是不相等的，那么兩個(gè)對(duì)象調(diào)用hashCode方法并不一定產(chǎn)生不同的整數(shù)的結(jié)果。但是,程序員應(yīng)該意識(shí)到給不相等的對(duì)象產(chǎn)生不同的整數(shù)結(jié)果將有可能提高哈希表的性能。

HashCode實(shí)現(xiàn)

下面是簡(jiǎn)單的person.hashcode()的實(shí)現(xiàn)：

@Override
public int hashCode() {
 return Objects.hash(firstName, lastName);
}

person's是通過多個(gè)字段結(jié)合來計(jì)算哈希碼的。都是通過Object的hash函數(shù)來計(jì)算。

選擇字段

但哪些字段是相關(guān)的呢?需求將會(huì)幫助我們回答這個(gè)問題:

如果相等的對(duì)象必須具有相同的哈希碼,那么計(jì)算哈希碼就不應(yīng)包括任何不用于相等檢查的字段。(否則兩個(gè)對(duì)象只是這些字段不同但是仍然有可能會(huì)相等，此時(shí)他們這兩個(gè)對(duì)象哈希碼卻會(huì)不相同。)所以用于哈希組字段應(yīng)該相等時(shí)使用的字段的子集。默認(rèn)情況下都使用相同的字段,但有一些細(xì)節(jié)需要考慮。

總結(jié)

我們了解到計(jì)算哈希碼就是壓縮相等的一個(gè)整數(shù)值：相等的對(duì)象必須有相同的哈希碼，而出于對(duì)性能的考慮：最好是盡可能少的不相等的對(duì)象共享相同的哈希碼。

這就意味著如果重寫了equals方法，那么就必須重寫hashCode方法

當(dāng)實(shí)現(xiàn)hashCode使用與equals中使用的相同的字段(或者equals中使用字段的子集)

最好不要包含可變的字段。對(duì)集合不要考慮調(diào)用hashCode，如果沒有特殊的輸入特定的模式，盡量采用通用的哈希算法

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