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Object类equals()和hashCode()方法与集合类的联系

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1.equals()在Object类中的定义为:


public boolean equals(Object obj){
return (this == obj);
}
当此方法被重写时,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。 hashCode方法: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。

equals方法的特点,对于非空引用:
1.自反性:x.equals(x) return true ;
2.对称性:x.equals(y)为true,那么y.equals(x)也为true;
3.传递性:x.equals(y)为true,y.equals(z)为true,那么x.equals(z)也为true;
4.一致性:x.equals(y)的第一次调用为true,那么x.equals(y)的第二次,第三次,。。。,第n次调用也为true,前提条件是在比较之间没有修改x,也没有修改y。
5.x.equals(null)返回false。


以上这五点是重写equals()方法时,必须遵守的准则,如果违反会出现意想不到的结果,请大家一定要遵守。
根据上述提供的资料信息可以看出来Object类的equals方法比较就是两个对象的引用内存地址值(即比较引用是否相同)。所以任何其他类就需要override这个原生的equals方法了,比如String 、Math、还有Integer、Double这些封装类在使用equals方法时,就覆盖了object的equals方法。
举例看String类中如下:


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;
}

这里就是对象的内容做比较了,而已经不再是地址的比较。


2.hashCode()在Object类中的定义为:
public native int hashCode();
是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的,返回的对象的地址值。
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。
例如在String类中定义的hashcode()方法如下:


public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0) {
int off = offset;
char val[] = value;
int len = count;
for (int i = 0; i < len; i++) {
h = 31*h + val[off++];
}
hash = h;
}
return h;
}

解释一下这个程序(String的API中写到):
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]
使用 int 算法,这里 s[i] 是字符串的第 i 个字符,n 是字符串的长度,^ 表示求幂。(空字符串的哈希码为 0。)
hashCode方法的特点:
1.在java应用的一次执行过程当中,对于同一个对象的hashCode方法的多次调用,应该返回同样的值。(前提是该对象的信息没有发生改变);
2.对于两个对象来说,如果使用equals方法比较返回true,那么这两个对象的hashCode值一定是相同的;
3.对于两个对象来说,如果使用equals方法比较返回false,那么这两个对象的hashCode值不要求一定不同,也就是说可以相同,也可以不同。但是,如果不同,则可以提高应用的性能。
4.对于Object类来说,不同的Object对象的hashCode值是不同的(Object类的hashCode值表示的是对象的地址,其他类如果重写了hashCode()方法,那么hashCode值就不一定表示的是地址了)。


3.与集合类Collection的关系


首先,想要明白hashCode的作用,你必须要先知道Java中的集合。  
总的来说,Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。
你知道它们的区别吗?前者集合内的元素是有序的,元素可以重复;后者元素无序,但元素不可重复。
那么这里就有一个比较严重的问题了:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢?
这就是Object.equals方法了。但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。
也就是说,如果集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
于是,Java采用了哈希表的原理。哈希(Hash)实际上是个人名,由于他提出一哈希算法的概念,所以就以他的名字命名了。
哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。如果详细讲解哈希算法,那需要更多的文章篇幅,我在这里就不介绍了。
初学者可以这样理解,hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址(实际可能并不是)。
这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的hashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。
如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;如果这个位置上已经有元素了,
就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了,不相同就散列其它的地址。
所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。
所以,Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的:
1、如果两个对象相同,那么它们的hashCode值一定要相同;2、如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同 上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。
你当然可以不按要求去做了,但你会发现,相同的对象可以出现在Set集合中。同时,增加新元素的效率会大大下降。


3.这里我们首先要明白一个问题:
equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等;
equals()不相等的两个对象,却并不能证明他们的hashcode()不相等。换句话说,equals()方法不相等的两个对象,hashcode()有可能相等。(我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的)。
反过来: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。解释下第3点的使用范围,我的理解是在object、String等类中都能使用。在object类中,hashcode()方法是本地方法,返回的是对象的地址值,而object类中的equals()方法比较的也是两个对象的地址值,如果equals()相等,说明两个对象地址值也相等,当然hashcode()也就相等了;在String类中,equals()返回的是两个对象内容的比较,当两个对象内容相等时,
Hashcode()方法根据String类的重写(第2点里面已经分析了)代码的分析,也可知道hashcode()返回结果也会相等。以此类推,可以知道Integer、Double等封装类中经过重写的equals()和hashcode()方法也同样适合于这个原则。当然没有经过重写的类,在继承了object类的equals()和hashcode()方法后,也会遵守这个原则。


4.谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用,具体是怎样呢,请看如下分析:
Hashset是继承Set接口,Set接口又实现Collection接口,这是层次关系。那么hashset是根据什么原理来存取对象的呢?
在hashset中不允许出现重复对象,元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢?这就是问题的关键所在,经过一下午的查询求证终于获得了一点启示,和大家分享一下,在java的集合中,判断两个对象是否相等的规则是:
1),判断两个对象的hashCode是否相等
如果不相等,认为两个对象也不相等,完毕
如果相等,转入2)
(这一点只是为了提高存储效率而要求的,其实理论上没有也可以,但如果没有,实际使用时效率会大大降低,所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。)
2),判断两个对象用equals运算是否相等
如果不相等,认为两个对象也不相等
如果相等,认为两个对象相等(equals()是判断两个对象是否相等的关键)
为什么是两条准则,难道用第一条不行吗?不行,因为前面已经说了,hashcode()相等时,equals()方法也可能不等,所以必须用第2条准则进行限制,才能保证加入的为非重复元素。
比如下面的代码:


public static void main(String args[]){
String s1=new String(“zhaoxudong”);
String s2=new String(“zhaoxudong”);
System.out.println(s1==s2);//false
System.out.println(s1.equals(s2));//true
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode()
System.out.println(s2.hashCode());
Set hashset=new HashSet();
hashset.add(s1);
hashset.add(s2);
/实质上在添加s1,s2时,运用上面说到的两点准则,可以知道hashset认为s1和s2是相等的,是在添加重复元素,所以让s2覆盖了s1;/
Iterator it=hashset.iterator();
while(it.hasNext())
{
System.out.println(it.next());
}
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。
输出结果为:false
true
-967303459
-967303459
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法,所以在根据上面的第1.2条原则判定时,hashset认为它们是相等的对象,进行了重复添加。
但是看下面的程序:
import java.util.*;
public class HashSetTest
{
public static void main(String[] args)
{
HashSet hs=new HashSet();
hs.add(new Student(1,”zhangsan”));
hs.add(new Student(2,”lisi”));
hs.add(new Student(3,”wangwu”));
hs.add(new Student(1,”zhangsan”));


Iterator it=hs.iterator();
while(it.hasNext())
{
System.out.println(it.next());
}
}

}
class Student
{
int num;
String name;
Student(int num,String name)
{
this.num=num;
this.name=name;
}
public String toString()
{
return num+”:”+name;
}
}
输出结果为:
1:zhangsan
1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi
问题出现了,为什么hashset添加了相等的元素呢,这是不是和hashset的原则违背了呢?回答是:没有
因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,”zhangsan”)对象进行比较时,生成的是不同的哈希码值,所以hashset把他当作不同的对象对待了,当然此时的equals()方法返回的值也不等(这个不用解释了吧)。那么为什么会生成不同的哈希码值呢?上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗?原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法,所以在比较时,是继承的object类中的hashcode()方法,呵呵,各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧!!
它是一个本地方法,比较的是对象的地址(引用地址),使用new方法创建对象,两次生成的当然是不同的对象了(这个大家都能理解吧。。。),造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则,hashset会把它们当作不同的对象对待,自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢??
答案是:在Student类中重新hashcode()和equals()方法。
例如:
class Student
{
int num;
String name;
Student(int num,String name)
{
this.num=num;
this.name=name;
}
public int hashCode()
{
return num*name.hashCode();
}
public boolean equals(Object o)
{
Student s=(Student)o;
return num==s.num && name.equals(s.name);
}
public String toString()
{
return num+”:”+name;
}
}
根据重写的方法,即便两次调用了new Student(1,”zhangsan”),我们在获得对象的哈希码时,根据重写的方法hashcode(),获得的哈希码肯定是一样的(这一点应该没有疑问吧)。
当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。所以运行修改后的程序时,我们会发现运行结果是:
1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi
可以看到重复元素的问题已经消除。
关于在hibernate的pojo类中,重新equals()和hashcode()的问题:
1),重点是equals,重写hashCode只是技术要求(为了提高效率)
2),为什么要重写equals呢,因为在java的集合框架中,是通过equals来判断两个对象是否相等的
3),在hibernate中,经常使用set集合来保存相关对象,而set集合是不允许重复的。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则,前面说了两条,其实只要重写equals()这一条也可以。
但当hashset中元素比较多时,或者是重写的equals()方法比较复杂时,我们只用equals()方法进行比较判断,效率也会非常低,所以引入了hashcode()这个方法,只是为了提高效率,但是我觉得这是非常有必要的(所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断)。
比如可以这样写:
public int hashCode(){
return 1;}//等价于hashcode无效
这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断,因为每个对象返回的哈希码都是1,每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复,这当然会引起效率的大大降低。


转载自:http://blog.chinaunix.net/uid-26602509-id-3355659.html



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