-
java入门之hashCode() 和 equals()的问题解答及重写示范
本章的内容主要解决下面几个问题：
1 equals() 的作用是什么？
2 equals() 与 == 的区别是什么？
3 hashCode() 的作用是什么？
4 hashCode() 和 equals() 之间有什么联系？
4 java 如何重写equal 和hashcode方法
第1部分 equals() 的作用
equals() 的作用是 用来判断两个对象是否相等。
java对equals()的要求。有以下几点：
- 对称性：如果x.equals(y)返回是"true"，那么y.equals(x)也应该返回是"true"。
- 反射性：x.equals(x)必须返回是"true"。
- 类推性：如果x.equals(y)返回是"true"，而且y.equals(z)返回是"true"，那么z.equals(x)也应该返回是"true"。
- 一致性：如果x.equals(y)返回是"true"，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是"true"。
- 非空性，x.equals(null)，永远返回是"false"；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是"false"。
equals() 定义在JDK的Object.java中。通过判断两个对象的地址是否相等(即，是否是同一个对象)来区分它们是否相等。源码如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
既然Object.java中定义了equals()方法，这就意味着所有的Java类都实现了equals()方法，所有的类都可以通过equals()去比较两个对象是否相等。 但是，我们已经说过，使用默认的“equals()”方法，等价于“==”方法。因此，我们通常会重写equals()方法：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。
下面根据“类是否覆盖equals()方法”，将它分为2类。
(01) 若某个类没有覆盖equals()方法，当它的通过equals()比较两个对象时，实际上是比较两个对象是不是同一个对象。这时，等价于通过“==”去比较这两个对象。
(02) 我们可以覆盖类的equals()方法，来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。
下面，举例对上面的2种情况进行说明。
1. “没有覆盖equals()方法”的情况
代码如下 (EqualsTest1.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的测试程序。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class EqualsTest1{
public static void main(String[] args) {
// 新建2个相同内容的Person对象，
// 再用equals比较它们是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
}
}
运行结果：
false
结果分析：
我们通过 p1.equals(p2) 来“比较p1和p2是否相等时”。实际上，调用的Object.java的equals()方法，即调用的 (p1==p2) 。它是比较“p1和p2是否是同一个对象”。
而由 p1 和 p2 的定义可知，它们虽然内容相同；但它们是两个不同的对象！因此，返回结果是false。
2. "覆盖equals()方法"的情况
我们修改上面的EqualsTest1.java：覆盖equals()方法。
代码如下 (EqualsTest2.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的测试程序。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class EqualsTest2{
public static void main(String[] args) {
// 新建2个相同内容的Person对象，
// 再用equals比较它们是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆盖equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一个对象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判断是否类型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
运行结果：
true
结果分析：
我们在EqualsTest2.java 中重写了Person的equals()函数：当两个Person对象的 name 和 age 都相等，则返回true。
因此，运行结果返回true。
第2部分 equals() 与 == 的区别是什么？
== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即，判断两个对象是不试同一个对象。
equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况(前面第1部分已详细介绍过)：
情况1，类没有覆盖equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象。
情况2，类覆盖了equals()方法。一般，我们都覆盖equals()方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回true(即，认为这两个对象相等)。
下面，通过示例比较它们的区别。
代码如下：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的测试程序。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class EqualsTest3{
public static void main(String[] args) {
// 新建2个相同内容的Person对象，
// 再用equals比较它们是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s\n", p1.equals(p2));
System.out.printf("p1==p2 : %s\n", p1==p2);
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆盖equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一个对象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判断是否类型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
运行结果：
p1.equals(p2) : true
p1==p2 : false
结果分析：
在EqualsTest3.java 中：
(01) p1.equals(p2)
这是判断p1和p2的内容是否相等。因为Person覆盖equals()方法，而这个equals()是用来判断p1和p2的内容是否相等，恰恰p1和p2的内容又相等；因此，返回true。
(02) p1==p2
这是判断p1和p2是否是同一个对象。由于它们是各自新建的两个Person对象；因此，返回false。
第3部分 hashCode() 的作用
hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。
hashCode() 定义在JDK的Object.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。
虽然，每个Java类都包含hashCode() 函数。但是，仅仅当创建并某个“类的散列表”(关于“散列表”见下面说明)时，该类的hashCode() 才有用(作用是：确定该类的每一个对象在散列表中的位置；其它情况下(例如，创建类的单个对象，或者创建类的对象数组等等)，类的hashCode() 没有作用。
上面的散列表，指的是：Java集合中本质是散列表的类，如HashMap，Hashtable，HashSet。
也就是说：hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置。
至此，我们搞清楚了：hashCode()的作用是获取散列码。
为了能理解后面的内容，这里简单的介绍一下散列码的作用。
我们都知道，散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码！
散列表的本质是通过数组实现的。当我们要获取散列表中的某个“值”时，实际上是要获取数组中的某个位置的元素。而数组的位置，就是通过“键”来获取的；更进一步说，数组的位置，是通过“键”对应的散列码计算得到的。
下面，我们以HashSet为例，来深入说明hashCode()的作用。
假设，HashSet中已经有1000个元素。当插入第1001个元素时，需要怎么处理？因为HashSet是Set集合，它允许有重复元素。
“将第1001个元素逐个的和前面1000个元素进行比较”？显然，这个效率是相等低下的。散列表很好的解决了这个问题，它根据元素的散列码计算出元素在散列表中的位置，然后将元素插入该位置即可。对于相同的元素，自然是只保存了一个。
由此可知，若两个元素相等，它们的散列码一定相等；但反过来确不一定。在散列表中，
1、如果两个对象相等，那么它们的hashCode()值一定要相同；
2、如果两个对象hashCode()相等，它们并不一定相等。
注意：这是在散列表中的情况。在非散列表中一定如此！
对“hashCode()的作用”就谈这么多。
第4部分 hashCode() 和 equals() 的关系
接下面，我们讨论另外一个话题。网上很多文章将 hashCode() 和 equals 关联起来，有的讲的不透彻，有误导读者的嫌疑。在这里，我自己梳理了一下 “hashCode() 和 equals()的关系”。
我们以“类的用途”来将“hashCode() 和 equals()的关系”分2种情况来说明。
1. 第一种 不会创建“类对应的散列表”
这里所说的“不会创建类对应的散列表”是说：我们不会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，不会创建该类的HashSet集合。
在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”没有半毛钱关系的！
这种情况下，equals() 用来比较该类的两个对象是否相等。而hashCode() 则根本没有任何作用，所以，不用理会hashCode()。
下面，我们通过示例查看类的两个对象相等 以及 不等时hashCode()的取值。
源码如下 (NormalHashCodeTest.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class NormalHashCodeTest{
public static void main(String[] args) {
// 新建2个相同内容的Person对象，
// 再用equals比较它们是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
System.out.printf("p1.equals(p3) : %s; p1(%d) p3(%d)\n", p1.equals(p3), p1.hashCode(), p3.hashCode());
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆盖equals方法
*/
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一个对象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判断是否类型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
运行结果：
p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1901116749)
p1.equals(p3) : false; p1(1169863946) p3(2131949076)
从结果也可以看出：p1和p2相等的情况下，hashCode()也不一定相等。
2. 第二种 会创建“类对应的散列表”
这里所说的“会创建类对应的散列表”是说：我们会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，会创建该类的HashSet集合。
在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的：
1)、如果两个对象相等，那么它们的hashCode()值一定相同。
这里的相等是指，通过equals()比较两个对象时返回true。
2)、如果两个对象hashCode()相等，它们并不一定相等。
因为在散列表中，hashCode()相等，即两个键值对的哈希值相等。然而哈希值相等，并不一定能得出键值对相等。补充说一句：“两个不同的键值对，哈希值相等”，这就是哈希冲突。
此外，在这种情况下。若要判断两个对象是否相等，除了要覆盖equals()之外，也要覆盖hashCode()函数。否则，equals()无效。
例如，创建Person类的HashSet集合，必须同时覆盖Person类的equals() 和 hashCode()方法。
如果单单只是覆盖equals()方法。我们会发现，equals()方法没有达到我们想要的效果。
参考代码 (ConflictHashCodeTest1.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class ConflictHashCodeTest1{
public static void main(String[] args) {
// 新建Person对象，
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
// 新建HashSet对象
HashSet set = new HashSet();
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
// 比较p1 和 p2， 并打印它们的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
// 打印set
System.out.printf("set:%s\n", set);
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return "("+name + ", " +age+")";
}
/**
* @desc 覆盖equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一个对象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判断是否类型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
运行结果：
p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1690552137)
set:[(eee, 100), (eee, 100), (aaa, 200)]
结果分析：
我们重写了Person的equals()。但是，很奇怪的发现：HashSet中仍然有重复元素：p1 和 p2。为什么会出现这种情况呢？
这是因为虽然p1 和 p2的内容相等，但是它们的hashCode()不等；所以，HashSet在添加p1和p2的时候，认为它们不相等。
下面，我们同时覆盖equals() 和 hashCode()方法。
参考代码 (ConflictHashCodeTest2.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
*
* @author skywang
* @emai kuiwu-wang@163.com
*/
public class ConflictHashCodeTest2{
public static void main(String[] args) {
// 新建Person对象，
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
Person p4 = new Person("EEE", 100);
// 新建HashSet对象
HashSet set = new HashSet();
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
// 比较p1 和 p2， 并打印它们的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
// 比较p1 和 p4， 并打印它们的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p4) : %s; p1(%d) p4(%d)\n", p1.equals(p4), p1.hashCode(), p4.hashCode());
// 打印set
System.out.printf("set:%s\n", set);
}
/**
* @desc Person类。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc重写hashCode
*/
@Override
public int hashCode(){
int nameHash = name.toUpperCase().hashCode();
return nameHash ^ age;
}
/**
* @desc 覆盖equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一个对象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判断是否类型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
运行结果：
p1.equals(p2) : true; p1(68545) p2(68545)
p1.equals(p4) : false; p1(68545) p4(68545)
set:[aaa - 200, eee - 100]
结果分析：
这下，equals()生效了，HashSet中没有重复元素。
比较p1和p2，我们发现：它们的hashCode()相等，通过equals()比较它们也返回true。所以，p1和p2被视为相等。
比较p1和p4，我们发现：虽然它们的hashCode()相等；但是，通过equals()比较它们返回false。所以，p1和p4被视为不相等。
第5部分 java 如何重写equal 和hashcode方法
重写方法
实现高质量的equals方法的诀窍包括
- 使用==操作符检查“参数是否为这个对象的引用”；
- 使用instanceof操作符检查“参数是否为正确的类型”；
- 对于类中的关键属性，检查参数传入对象的属性是否与之相匹配；
- 编写完equals方法后，问自己它是否满足对称性、传递性、一致性；
- 重写equals时总是要重写hashCode；
- 不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型，在重写时不要忘掉@Override注解。
public boolean equals(Object otherObject){ //测试两个对象是否是同一个对象，是的话返回true
if(this == otherObject) { //测试检测的对象是否为空，是就返回false
return true;
}
if(otherObject == null) { //测试两个对象所属的类是否相同，否则返回false
return false;
}
if(getClass() != otherObject.getClass()) { //对otherObject进行类型转换以便和类A的对象进行比较
return false;
}
A other=(A)otherObject;
return Object.equals(类A对象的属性A，other的属性A）&&类A对象的属性B==other的属性B……;
}
例子
public class TestEquals {
public static void main(String[] args) {
Person2 p1 = new Person2("aa", 13);
Person2 p2 = new Person2("aa", 13);
Person2 p3 = new Person2("bb", 13);
System.out.println(p1.equals(p2)); // true
System.out.println(p1.equals(p3)); // false
}
}
class Person2 {
private String name;
private int age;
public Person2(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
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 equals(Object another) {
//先判断是不是自己,提高运行效率
if (this == another)
return true;
//再判断是不是Person类,提高代码的健壮性
if (another instanceof Person2) {
//向下转型,父类无法调用子类的成员和方法
Person2 anotherPerson = (Person2) another;
//最后判断类的所有属性是否相等，其中String类型和Object类型可以用相应的equals()来判断
if ((this.getName().equals(anotherPerson.getName())) && (this.getAge() == anotherPerson.getAge()))
return true;
} else {
return false;
}
return false;
}
}
hashCode相关
实现hashCode方法的通用约定
在应用程序的执行期间，只要对象的equals方法的比较操作所用到的信息没有被修改，那么对这个同一对象调用多次，hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。在同一个应用程序的多次执行过程中，每次执行所返回的整数可以不一致。
如果两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法都必须产生同样的整数结果。反之，如果两个对象hashCode方法返回整数结果一样，则不代表两个对象相等，因为equals方法可以被重载。
如果两个对象根据equals(Object)方法比较是不相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法，则不一定要产生不同的整数结果。但，如果能让不同的对象产生不同的整数结果，则有可能提高散列表的性能。
hashCode散列码计算（来自：Effective Java）
把某个非零的常数值，比如17，保存在一个名为result的int类型的变量中。
对于对象中每个关键域f(指equals方法中涉及的每个域)，完成以下步骤：
为该域计算int类型的散列码c：
如果该域是boolean类型，则计算(f?1:0)。
如果该域是byte，char，short或者int类型，则计算(int)f。
如果该域是long类型，则计算(int)(f^(f>>>32))。
如果该域是float类型，则计算Float.floatToIntBits(f)。
如果该域是double类型，则计算Double.doubleToLongBits(f)，然后按照步骤2.1.3，为得到的long类型值计算散列值。
如果该域是一个对象引用，并且该类的equals方法通过递归地调用equals的方式来比较这个域，则同样为这个域递归地调用hashCode。如果需要更复杂的比较，则为这个域计算一个范式(canonical representation)，然后针对这个范式调用hashCode。如果这个域的值为null，则返回0(其他常数也行)。
如果该域是一个数组，则要把每一个元素当做单独的域来处理。也就是说，递归地应用上述规则，对每个重要的元素计算一个散列码，然后根据步骤2.2中的做法把这些散列值组合起来。如果数组域中的每个元素都很重要，可以利用发行版本1.5中增加的其中一个Arrays.hashCode方法。
按照下面的公式，把步骤2.1中计算得到的散列码c合并到result中：result = 31 * result + c; //此处31是个奇素数，并且有个很好的特性，即用移位和减法来代替乘法，可以得到更好的性能：`31*i == (i<<5) - i， 现代JVM能自动完成此优化。
返回result
检验并测试该hashCode实现是否符合通用约定。
@Override
public int hashCode() {
int result = 17;
result = 31 * result + mInt;
result = 31 * result + (mBoolean ? 1 : 0);
result = 31 * result + Float.floatToIntBits(mFloat);
result = 31 * result + (int)(mLong ^ (mLong >>> 32));
long mDoubleTemp = Double.doubleToLongBits(mDouble);
result =31 * result + (int)(mDoubleTemp ^ (mDoubleTemp >>> 32));
result = 31 * result + (mString == null ? 0 : mMsgContain.hashCode());
result = 31 * result + (mObj == null ? 0 : mObj.hashCode());
return result;
}
参考：
