java中equals和hashCode的使用

這期內(nèi)容當(dāng)中的小編將會(huì)給大家?guī)碛嘘P(guān)java中equals和hashCode的使用，以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

一、equal()方法

Object類中equals()方法實(shí)現(xiàn)如下：

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

equals方法對(duì)于字符串來說是比較內(nèi)容的，而對(duì)于非字符串來說是比較，其指向的對(duì)象是否相同的。

通過該實(shí)現(xiàn)可以看出，Object類的實(shí)現(xiàn)采用了區(qū)分度最高的算法，即只要兩個(gè)對(duì)象不是同一個(gè)對(duì)象，那么equals()一定返回false。

雖然我們?cè)诙x類時(shí)，可以重寫equals()方法，但是有一些注意事項(xiàng)；JDK中說明了實(shí)現(xiàn)equals()方法應(yīng)該遵守的約定：

（1）自反性：x.equals(x)必須返回true。

（2）對(duì)稱性：x.equals(y)與y.equals(x)的返回值必須相等。

（3）傳遞性：x.equals(y)為true，y.equals(z)也為true，那么x.equals(z)必須為true。

（4）一致性：如果對(duì)象x和y在equals()中使用的信息都沒有改變，那么x.equals(y)值始終不變。

（5）非null：x不是null，y為null，則x.equals(y)必須為false。

二、hashCode()方法

以 java.lang.Object來理解,JVM每new一個(gè)Object,它都會(huì)將這個(gè)Object丟到一個(gè)Hash哈希表中去,這樣的話,下次做 Object的比較或者取這個(gè)對(duì)象的時(shí)候,它會(huì)依據(jù)對(duì)象的hashcode再從Hash表中取這個(gè)對(duì)象。這樣做的目的是提高取對(duì)象的效率。

1、Object的hashCode()

Object類中hashCode()方法的聲明如下：

public native int hashCode();

可以看出，hashCode()是一個(gè)native方法，而且返回值類型是整形；實(shí)際上，該native方法將對(duì)象在內(nèi)存中的地址作為哈希碼返回，可以保證不同對(duì)象的返回值不同。

與equals()方法類似，hashCode()方法可以被重寫。JDK中對(duì)hashCode()方法的作用，以及實(shí)現(xiàn)時(shí)的注意事項(xiàng)做了說明：

（1）hashCode()在哈希表中起作用，如java.util.HashMap。

（2）如果對(duì)象在equals()中使用的信息都沒有改變，那么hashCode()值始終不變。

（3）如果兩個(gè)對(duì)象使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應(yīng)該相等。

（4）如果兩個(gè)對(duì)象使用equals()方法判斷為不相等，則不要求hashCode()也必須不相等；但是開發(fā)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，不相等的對(duì)象產(chǎn)生不相同的hashCode可以提高哈希表的性能。

2、hashCode()的作用

總的來說，hashCode()在哈希表中起作用，如HashSet、HashMap等。

當(dāng)我們向哈希表(如HashSet、HashMap等)中添加對(duì)象object時(shí)，首先調(diào)用hashCode()方法計(jì)算object的哈希碼，通過哈希碼可以直接定位object在哈希表中的位置(一般是哈希碼對(duì)哈希表大小取余)。如果該位置沒有對(duì)象，可以直接將object插入該位置；如果該位置有對(duì)象(可能有多個(gè)，通過鏈表實(shí)現(xiàn))，則調(diào)用equals()方法比較這些對(duì)象與object是否相等，如果相等，則不需要保存object；如果不相等，則將該對(duì)象加入到鏈表中。

這也就解釋了為什么equals()相等，則hashCode()必須相等。如果兩個(gè)對(duì)象equals()相等，則它們?cè)诠１?如HashSet、HashMap等)中只應(yīng)該出現(xiàn)一次；如果hashCode()不相等，那么它們會(huì)被散列到哈希表的不同位置，哈希表中出現(xiàn)了不止一次。

實(shí)際上，在JVM中，加載的對(duì)象在內(nèi)存中包括三部分：對(duì)象頭、實(shí)例數(shù)據(jù)、填充。其中，對(duì)象頭包括指向?qū)ο笏鶎兕愋偷闹羔樅蚆arkWord，而MarkWord中除了包含對(duì)象的GC分代年齡信息、加鎖狀態(tài)信息外，還包括了對(duì)象的hashcode；對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)是對(duì)象真正存儲(chǔ)的有效信息；填充部分僅起到占位符的作用, 原因是HotSpot要求對(duì)象起始地址必須是8字節(jié)的整數(shù)倍。

三、String中equals()和hashCode()的實(shí)現(xiàn)

String類中相關(guān)實(shí)現(xiàn)代碼如下：

    private final char value[];
    private int hash; // Default to 0
    public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    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;
    }

通過代碼可以看出以下幾點(diǎn)：

1、String的數(shù)據(jù)是final的，即一個(gè)String對(duì)象一旦創(chuàng)建，便不能修改；形如String s = "hello"; s = "world";的語句，當(dāng)s = "world"執(zhí)行時(shí)，并不是字符串對(duì)象的值變?yōu)榱?quot;world"，而是新建了一個(gè)String對(duì)象，s引用指向了新對(duì)象。

2、String類將hashCode()的結(jié)果緩存為hash值，提高性能。

3、String對(duì)象equals()相等的條件是二者同為String對(duì)象，長(zhǎng)度相同，且字符串值完全相同；不要求二者是同一個(gè)對(duì)象。

4、String的hashCode()計(jì)算公式為：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]

關(guān)于hashCode()計(jì)算過程中，為什么使用了數(shù)字31，主要有以下原因：

1、使用質(zhì)數(shù)計(jì)算哈希碼，由于質(zhì)數(shù)的特性，它與其他數(shù)字相乘之后，計(jì)算結(jié)果唯一的概率更大，哈希沖突的概率更小。

2、使用的質(zhì)數(shù)越大，哈希沖突的概率越小，但是計(jì)算的速度也越慢；31是哈希沖突和性能的折中，實(shí)際上是實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的結(jié)果。

3、JVM會(huì)自動(dòng)對(duì)31進(jìn)行優(yōu)化：31 * i == (i << 5) - i

四、如何重寫hashCode()

本節(jié)先介紹重寫hashCode()方法應(yīng)該遵守的原則，再介紹通用的hashCode()重寫方法。

1、重寫hashcode()的原則

通過前面的描述我們知道，重寫hashCode需要遵守以下原則：

（1）如果重寫了equals()方法，檢查條件“兩個(gè)對(duì)象使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應(yīng)該相等”是否成立，如果不成立，則重寫hashCode ()方法。

（2）hashCode()方法不能太過簡(jiǎn)單，否則哈希沖突過多。

（3）hashCode()方法不能太過復(fù)雜，否則計(jì)算復(fù)雜度過高，影響性能。

2、hashCode()重寫方法

《Effective Java》中提出了一種簡(jiǎn)單通用的hashCode算法
A、初始化一個(gè)整形變量，為此變量賦予一個(gè)非零的常數(shù)值，比如int result = 17;
B、選取equals方法中用于比較的所有域（之所以只選擇equals()中使用的域，是為了保證上述原則的第1條），然后針對(duì)每個(gè)域的屬性進(jìn)行計(jì)算：

(1) 如果是boolean值，則計(jì)算f ? 1:0

(2) 如果是byte\char\short\int,則計(jì)算(int)f

(3) 如果是long值，則計(jì)算(int)(f ^ (f >>> 32))

(4) 如果是float值，則計(jì)算Float.floatToIntBits(f)

(5) 如果是double值，則計(jì)算Double.doubleToLongBits(f)，然后返回的結(jié)果是long,再用規(guī)則(3)去處理long,得到int

(6) 如果是對(duì)象應(yīng)用，如果equals方法中采取遞歸調(diào)用的比較方式，那么hashCode中同樣采取遞歸調(diào)用hashCode的方式。否則需要為這個(gè)域計(jì)算一個(gè)范式，比如當(dāng)這個(gè)域的值為null的時(shí)候，那么hashCode 值為0

(7) 如果是數(shù)組，那么需要為每個(gè)元素當(dāng)做單獨(dú)的域來處理。java.util.Arrays.hashCode方法包含了8種基本類型數(shù)組和引用數(shù)組的hashCode計(jì)算，算法同上。

C、最后，把每個(gè)域的散列碼合并到對(duì)象的哈希碼中。

下面通過一個(gè)例子進(jìn)行說明。在該例中，Person類重寫了equals()方法和hashCode()方法。因?yàn)閑quals()方法中只使用了name域和age域，所以hashCode()方法中，也只計(jì)算name域和age域。

對(duì)于String類型的name域，直接使用了String的hashCode()方法；對(duì)于int類型的age域，直接用其值作為該域的hash。

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	private boolean gender;

	public Person() {
		super();
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}
	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
	public boolean isGender() {
		return gender;
	}
	public void setGender(boolean gender) {
		this.gender = gender;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object another) {
		if (this == another) {
			return true;
		}
		if (another instanceof Person) {
			Person anotherPerson = (Person) another;
			if (this.getName().equals(anotherPerson.getName()) && this.getAge() == anotherPerson.getAge()) {
				return true;
			} else {
				return false;
			}
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		int hash = 17;
		hash = hash * 31 + getName().hashCode();
		hash = hash * 31 + getAge();
		return hash;
	}
}

上述就是小編為大家分享的java中equals和hashCode的使用了，如果您也有類似的疑惑，不妨礙參照上述分析進(jìn)行理解。如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊。