閱讀目錄

• equals()方法詳解
• hashcode() 方法詳解

• Hashset、Hashmap、Hashtable與hashcode()和equals()的密切關係

equals()方法詳解

equals()方法是用來判斷其他的物件是否和該物件相等.

equals()方法在object類中定義如下： 

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

很明顯是對兩個物件的地址值進行的比較（即比較引用是否相同）。但是我們知道，String 、Math、Integer、Double等這些封裝類在使用equals()方法時，已經

  比如在String類中如下：

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;  
    }
 

很明顯，這是進行的內容比較，而已經不再是地址的比較。依次類推Math、Integer、Double等這些類都是重寫了equals()方法的，從而進行的是內容的比較。當然，基本型別是進行值的比較。

它的性質有：

• 自反性（reflexive）。對於任意不為null的引用值x，x.equals(x)一定是true。

• 對稱性（symmetric）。對於任意不為null的引用值x和y，當且僅當x.equals(y)是true時，y.equals(x)也是true。

• 傳遞性（transitive）。對於任意不為null的引用值x、y和z，如果x.equals(y)是true，同時y.equals(z)

  是true，那麼x.equals(z)一定是true。

• 一致性（consistent）。對於任意不為null的引用值x和y，如果用於equals比較的物件資訊沒有被修改的話，多次呼叫時x.equals(y)要麼一致地返回true要麼一致地返回false。

• 對於任意不為null的引用值x，x.equals(null)返回false。

hashcode() 方法詳解

hashCode()方法給物件返回一個hash code值。這個方法被用於hash tables，例如HashMap。

它的性質是：

• 在一個Java應用的執行期間，如果一個物件提供給equals做比較的資訊沒有被修改的話，該物件多次呼叫hashCode()方法，該方法必須始終如一返回同一個integer。

• 如果兩個物件根據equals(Object)方法是相等的，那麼呼叫二者各自的hashCode()方法必須產生同一個integer結果。

• 並不要求根據equals(java.lang.Object)方法不相等的兩個物件，呼叫二者各自的hashCode()方法必須產生不同的integer結果。然而，程式設計師應該意識到對於不同的物件產生不同的integer結果，有可能會提高hash table的效能。

大量的實踐表明，由Object類定義的hashCode()方法對於不同的物件返回不同的integer。

在object類中，hashCode定義如下：

public native int hashCode();

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;  
    }

解釋一下這個程式（String的API中寫到）：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]
      使用 int 演算法，這裡 s[i] 是字串的第 i 個字元，n 是字串的長度，^ 表示求冪（空字串的雜湊碼為 0）。

       想要弄明白hashCode的作用，必須要先知道Java中的集合。　　
       總的來說，Java中的集合（Collection）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。這裡就引出一個問題：要想保證元素不重複，可兩個元素是否重複應該依據什麼來判斷呢？
        這就是Object.equals方法了。但是，如果每增加一個元素就檢查一次，那麼當元素很多時，後新增到集合中的元素比較的次數就非常多了。也就是說，如果集合中現在已經有1000個元素，那麼第1001個元素加入集合時，它就要呼叫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（Hash）實際上是個人名，由於他提出一雜湊演算法的概念，所以就以他的名字命名了。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，初學者可以簡單理解，hashCode方法實際上返回的就是物件儲存的實體地址（實際可能並不是）。  
       這樣一來，當集合要新增新的元素時，先呼叫這個元素的hashCode方法，就一下子能定位到它應該放置的物理位置上。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；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，不相同就雜湊其它的地址。所以這裡存在一個衝突解決的問題。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。  

 簡而言之，在集合查詢時，hashcode能大大降低物件比較次數，提高查詢效率！

Java物件的eqauls方法和hashCode方法是這樣規定的：

1、相等（相同）的物件必須具有相等的雜湊碼（或者雜湊碼）。

2、如果兩個物件的hashCode相同，它們並不一定相同。

 以下是Object物件API關於equal方法和hashCode方法的說明：

• If two objects are equal according to the equals(Object) method, then calling the hashCode method on each of the two objects must produce the same integer result.
• It is not required that if two objects are unequal according to the equals(java.lang.Object) method, then calling the hashCode method on each of the two objects must produce distinct integer results. However, the programmer should be aware that producing distinct integer results for unequal objects may improve the performance of hash tables.
• 以上API說明是對之前2點的官方詳細說明

關於第一點，相等（相同）的物件必須具有相等的雜湊碼（或者雜湊碼），為什麼？

 想象一下，假如兩個Java物件A和B，A和B相等（eqauls結果為true），但A和B的雜湊碼不同，則A和B存入HashMap時的雜湊碼計算得到的HashMap內部陣列位置索引可能不同，那麼A和B很有可能允許同時存入HashMap，顯然相等/相同的元素是不允許同時存入HashMap，HashMap不允許存放重複元素。

 關於第二點，兩個物件的hashCode相同，它們並不一定相同

String a="Aa";
String b="BB";
int aa=a.hashCode();
int bb=b.hashCode();

 也就是說，不同物件的hashCode可能相同；假如兩個Java物件A和B，A和B不相等（eqauls結果為false），但A和B的雜湊碼相等，將A和B都存入HashMap時會發生雜湊衝突，也就是A和B存放在HashMap內部陣列的位置索引相同這時HashMap會在該位置建立一個連結表，將A和B串起來放在該位置，顯然，該情況不違反HashMap的使用原則，是允許的。當然，雜湊衝突越少越好，儘量採用好的雜湊演算法以避免雜湊衝突。

Hashset、Hashmap、Hashtable與hashcode()和equals()的密切關係

Hashset是繼承Set介面，Set介面又實現Collection介面，這是層次關係。那麼Hashset、Hashmap、Hashtable中的儲存操作是根據什麼原理來存取物件的呢？

        下面以HashSet為例進行分析，我們都知道：在hashset中不允許出現重複物件，元素的位置也是不確定的。在hashset中又是怎樣判定元素是否重複的呢？在java的集合中，判斷兩個物件是否相等的規則是：
         1.判斷兩個物件的hashCode是否相等

             如果不相等，認為兩個物件也不相等，完畢
             如果相等，轉入2
           （這一點只是為了提高儲存效率而要求的，其實理論上沒有也可以，但如果沒有，實際使用時效率會大大降低，所以我們這裡將其做為必需的。）

         2.判斷兩個物件用equals運算是否相等
            如果不相等，認為兩個物件也不相等
            如果相等，認為兩個物件相等（equals()是判斷兩個物件是否相等的關鍵）
            為什麼是兩條準則，難道用第一條不行嗎？不行，因為前面已經說了，hashcode()相等時，equals()方法也可能不等，所以必須用第2條準則進行限制，才能保證加入的為非重複元素。

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;
    }
}

1:zhangsan  
3:wangwu  
2:lisi  

可以看到重複元素的問題已經消除，根據重寫的方法，即便兩次呼叫了new Student(1,"zhangsan")，我們在獲得物件的雜湊碼時，根據重寫的方法hashcode()，獲得的雜湊碼肯定是一樣的，當然根據equals()方法我們也可判斷是相同的，所以在向hashset集合中新增時把它們當作重複元素看待了。

重寫equals()和hashcode()小結：

　　1.重點是equals，重寫hashCode只是技術要求（為了提高效率）
      2.為什麼要重寫equals呢？因為在java的集合框架中，是通過equals來判斷兩個物件是否相等的
      3.在hibernate中，經常使用set集合來儲存相關物件，而set集合是不允許重複的。在向HashSet集合中新增元素時，其實只要重寫equals()這一條也可以。但當hashset中元素比較多時，或者是重寫的equals()方法比較複雜時，我們只用equals()方法進行比較判斷，效率也會非常低，所以引入了hashCode()這個方法，只是為了提高效率，且這是非常有必要的。如果這樣寫：

public int hashCode(){  
   return 1; //等價於hashcode無效  
}