Java面試——HashCode的作用原理和例項解析
雜湊碼(hash code)是由物件匯出的一個整型值,雜湊碼是沒有規律的。如果x和y是兩個不同的物件,x.hashCode()與y.hashCode()基本上不會相同。
由於hashCode方法定義在Object類中,因此每個物件都有一個預設的雜湊碼,其值是物件的儲存地址。
1. HashCode的特性
(1)HashCode的存在主要是用於查詢的快捷性,如Hashtable,HashMap等,HashCode經常用於確定物件的儲存地址;
(2)如果兩個物件相同, equals方法一定返回true,並且這兩個物件的HashCode一定相同;
(3)兩個物件的HashCode相同,並不一定表示兩個物件就相同
(4)如果物件的equals方法被重寫,那麼物件的HashCode也儘量重寫。
2. HashCode作用
Java中的集合有兩類,一類是List,再有一類是Set。前者集合內的元素是有序的,元素可以重複;後者元素無序,但元素不可重複。
equals方法可用於保證元素不重複,但如果每增加一個元素就檢查一次,若集合中現在已經有1000個元素,那麼第1001個元素加入集合時,就要呼叫1000次equals方法。這顯然會大大降低效率。 於是,Java採用了雜湊表的原理。
雜湊演算法也稱為雜湊演算法,是將資料依特定演算法直接指定到一個地址上。
這樣一來,當集合
(1)如果這個位置上沒有元素,它就可以直接儲存在這個位置上,不用再進行任何比較了;
(2)如果這個位置上已經有元素了,就呼叫它的equals方法與新元素進行比較,相同的話就不存了;
(3)不相同的話,也就是發生了Hash key相同導致衝突的情況,那麼就在這個Hash key的地方產生一個連結串列,將所有產生相同HashCode的物件放到這個單鏈表上去,串在一起(很少出現)。這樣一來實際呼叫equals方法的次數就大大降低了,幾乎只需要一兩次。
如何理解HashCode的作用:
從Object角度看,JVM
3. HashCode實踐
HashCode是用於查詢使用的,而equals是用於比較兩個物件是否相等的。
(1)例如記憶體中有這樣的位置:
0 1 2 3 4 5 6 7
而我有個類,這個類有個欄位叫ID,我要把這個類存放在以上8個位置之一,如果不用HashCode而任意存放,那麼當查詢時就需要到這八個位置裡挨個去找,或者用二分法一類的演算法。但以上問題如果用HashCode就會使效率提高很多。定義我們的HashCode為ID%8,比如我們的ID為9,9除8的餘數為1,那麼我們就把該類存在1這個位置,如果ID是13,求得的餘數是5,那麼我們就把該類放在5這個位置。依此類推。
(2)但是如果兩個類有相同的HashCode,例如9除以8和17除以8的餘數都是1,也就是說,我們先通過 HashCode來判斷兩個類是否存放某個桶裡,但這個桶裡可能有很多類,那麼我們就需要再通過equals在這個桶裡找到我們要的類。
請看下面這個例子 :
public class HashTest {
private int i;
public int getI() {
return i;
}
public void setI(int i) {
this.i = i;
}
public int hashCode() {
return i % 10;
}
public final static void main(String[] args) {
HashTest a = new HashTest();
HashTest b = new HashTest();
a.setI(1);
b.setI(1);
Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
set.add(a);
set.add(b);
System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(set);
}
}
輸出結果為:
true
false
[[email protected], [email protected]]
以上這個示例,我們只是重寫了HashCode方法,從上面的結果可以看出,雖然兩個物件的HashCode相等,但是實際上兩個物件並不是相等,因為我們沒有重寫equals方法,那麼就會呼叫Object預設的equals方法,顯示這是兩個不同的物件。
這裡我們將生成的物件放到了HashSet中,而HashSet中只能夠存放唯一的物件,也就是相同的(適用於equals方法)的物件只會存放一個,但是這裡實際上是兩個物件ab都被放到了HashSet中,這樣HashSet就失去了他本身的意義了。
下面我們繼續重寫equals方法:
public class HashTest {
private int i;
public int getI() {
return i;
}
public void setI(int i) {
this.i = i;
}
public boolean equals(Object object) {
if (object == null) {
return false;
}
if (object == this) {
return true;
}
if (!(object instanceof HashTest)) {
return false;
}
HashTest other = (HashTest) object;
if (other.getI() == this.getI()) {
return true;
}
return false;
}
public int hashCode() {
return i % 10;
}
public final static void main(String[] args) {
HashTest a = new HashTest();
HashTest b = new HashTest();
a.setI(1);
b.setI(1);
Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
set.add(a);
set.add(b);
System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(set);
}
}
輸出結果如下所示。從結果我們可以看出,現在兩個物件就完全相等了,HashSet中也只存放了一份物件。
true
true
[[email protected]]