equals() 与 hashCode()
equals():反映的是对象或变量具体的值,即两个对象里面包含的值–可能是对象的引用,也可能是值类型的值。
hashCode():计算出对象实例的哈希码,并返回哈希码,又称为散列函数。根类 Object 的 hashCode() 方法的计算依赖于对象实例的 D(内存地址),故每个 Object 对象的 hashCode 都是唯一的;当然,当对象所对应的类重写了 hashCode() 方法时,结果就截然不同了。
首先 equals() 和 hashcode() 这两个方法都是从 object 类中继承过来的。
equals() 方法在 object 类中定义如下:
1 | public boolean equals(Object obj) { |
很明显是对两个对象的地址值进行的比较(也就是比较对象的引用)。但是我们必需清楚,当 String 、Math、还有Integer、Double 等等这些封装类在使用 equals() 方法时,都覆盖了 object 类的 equals() 方法,因为 Object 中的 equals() 不能满足需求。
下面就以 String 类中的 equals() 方法为例:
1 | public boolean equals(Object anObject) { |
很明显,这是进行的内容比较,而已经不再是地址的比较。依次类推 Double、Integer、Math等等这些类都是重写了 equals() 方法的,从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较,这个没有什么好说的。
我们还应该注意,Java 语言对 equals() 的要求如下,这些要求是必须遵循的:
- 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 。
- 还有一致性: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 。
- 任何情况下,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 。
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。
hashcode() 方法,在 object 类中定义如下:
1 | public native int `hashcode()`; |
说明是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的。当然我们可以在自己写的类中覆盖 hashcode() 方法,比如 String、 Integer、Double 等等这些类都是覆盖了 hashcode() 方法的。
例如在String类中定义的 hashcode() 方法如下:
1 | public int `hashcode()` { |
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)
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:
- 如果两个对象相同,那么它们的hashCode值一定要相同;
- 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。
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。
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:
- 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。)
- 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:
1 | public static void main(String args[]){ |
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。
输出结果为:
1 | false |
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:
1 | import java.util.*; |
输出结果为:
1 | 1:zhangsan |
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:
1 | class Student{ |
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 | 1:zhangsan |
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:
- 重点是 equals,重写 hashCode 只是技术要求(为了提高效率)
- 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
- 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:
1 | public int `hashcode()`{ |
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。
我有一个问题,如果像前面提到的在 hashset 中判断元素是否重复的必要方法是 equals() 方法(根据网上找到的观点),但是这里并没有涉及到关于哈希表的问题,可是这个集合却叫hashset,这是为什么??
我想,在 hashmap, hashtable 中的存储操作,依然遵守上面的准则。所以这里不再多说。
如果大家觉得不足的地方还是多多指教。希望能在探讨中一起进步。