hashCode()与equals()的关联

hashCode()与equals()的关联

一、Hash表数据结构介绍

请参考 ​​哈希表详解​​

二、equals的内部实现

equals()的定义位于Object.class中：

public boolean equals(Object obj) { return (this

从这里可以看出，如果不重写的话，equals默认就是断定两个对象的内存地址是否相同。如果内存地址相同，必然是同一个对象；如果内存地址不相同，必然不是同一个对象。

三、hashCode()介绍

（一）hashCode()内部实现

hashCode()的定义位于Object.class中：

public native int hashCode();

小贴士： 1 什么是native方法 简单地讲，一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口。一个Native Method是这样一个java的方法：该方法的实现由非java语言实现，比如C或C++。 这个特征并非java所特有，很多其它的编程语言都有这一机制，比如在C＋＋中，你可以用extern “C”告知C＋＋编译器去调用一个C的函数。 2 为什么要用native方法 （1）与java环境外交互： 有时java应用需要与java外面的环境交互。这是本地方法存在的主要原因，你可以想想java需要与一些底层系统如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制：它为我们提供了一个非常简洁的接口，而且我们无需去了解java应用之外的繁琐的细节。 （2）与操作系统交互： JVM支持着java语言本身和运行时库，它是java程序赖以生存的平台，它由一个解释器（解释字节码）和一些连接到本地代码的库组成。然而不管怎 样，它毕竟不是一个完整的系统，它经常依赖于一些底层（underneath在下面的）系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法，我们得以用java实现了jre的与底层系统的交互，甚至JVM的一些部分就是用C写的，还有，如果我们要使用一些java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时，我们也需要使用本地方法。

（二）为何使用hashCode()？

对于包含容器类型的程序设计语言来说，基本上都会涉及到hashCode。在Java中也一样，hashCode方法的主要作用是为了配合基于散列的集合一起正常运行，这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。 　　为什么这么说呢？考虑一种情况，当向基于散列的集合中插入对象时，如何判别在集合中是否已经存在该对象了？（注意：集合中不允许重复的元素存在）

也许大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较，这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据，如果采用equals方法去逐一比较，效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了，当集合要添加新的对象时，先调用这个对象的hashCode方法，得到对应的hashcode值，实际上在HashMap的具体实现中会用一个table保存已经存进去的对象的hashcode值，如果table中没有该hashcode值，它就可以直接存进去，不用再进行任何比较了；如果存在该hashcode值， 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，说通俗一点：Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息（比如对象的存储地址，对象的字段等）映射成一个数值，这个数值称作为散列值。下面这段代码是java.util.HashMap的中put方法的具体实现：

public V put(K key, V value) { if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null;}

put方法是用来向HashMap中添加新的元素，从put方法的具体实现可知，会先调用hashCode方法得到该元素的hashCode值，然后查看table中是否存在该hashCode值，如果存在则调用equals方法重新确定是否存在该元素，如果存在，则更新value值，否则将新的元素添加到HashMap中。从这里可以看出，hashCode方法的存在是为了减少equals方法的调用次数，从而提高程序效率。

有些朋友误以为默认情况下，hashCode返回的就是对象的存储地址，事实上这种看法是不全面的，确实有些JVM在实现时是直接返回对象的存储地址，但是大多时候并不是这样，只能说可能存储地址有一定关联。

四、两者的关系

(一)如果equals方法得到的结果为true，则两个对象的hashcode是否相等？

例1：重写equals()但不重写hashCode() Student.java

public class Student private int age; private String name; public Student() { } public Student(int age, String name) { super(); this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; }}

Test.java

import java.util.HashSet;import java.util.LinkedList;import java.util.Set;public class Test { public static void main(String[] args) { LinkedList list = new LinkedList(); Set set = new HashSet(); Student stu1 = new Student(3,"Li Si"); Student stu2 = new Student(3,"Li Si"); System.out.println("stu1 == stu2 : "+(stu1 == stu2)); System.out.println("hashcode of stu1: " + stu1.hashCode()); System.out.println("hashcode of stu2: " + stu2.hashCode()); System.out.print("stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): "); System.out.println(stu1.hashCode()==stu2.hashCode()); System.out.println("stu1.equals(stu2) : "+stu1.equals(stu2)); list.add(stu1); list.add(stu2); System.out.println("list size:"+ list.size()); set.add(stu1); set.add(stu2); System.out.println("set size:"+ set.size());

运行结果：

stu1 == stu2 : falsehashcode of stu1: 1291472364hashcode of stu2: 1158801519stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): falsestu1.equals(stu2) : truelist size:2set size:2

例2：重写equals()和hashCode() Student.java

public class Student private int age; private String name; public Student() { } public Student(int age, String name) { super(); this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; }}

Test.java的代码与例1中的代码一致，在此不再罗列。 运行结果：

stu1 == stu2 : falsehashcode of stu1: 73350135hashcode of stu2: 73350135stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): truestu1.equals(stu2) : truelist size:2set size:1

例3：重写equals()和hashCode() Student.java

public class Student private int age; private String name; private static int index = 5; public Student() { } public Student(int age, String name) { super(); this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age + index; index++; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; }}

Test.java的代码与例1中的代码一致，在此不再罗列。 运行结果：

stu1 == stu2 : falsehashcode of stu1: 73350290hashcode of stu2: 73350321stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): falsestu1.equals(stu2) : truelist size:2set size:2

结论：从上面三个例子可以看出，如果equals方法得到的结果为true，则两个对象的hashcode可能相等，也可能不相等。

（二）如果equals方法得到的结果为false，则两个对象的hashcode值是否不相等？

例4：不重写equals()和hashCode() Student.java

public class Student { private int age; private String name; public Student() { } public Student(int age, String name) { super(); this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; }}

Test.java

import java.util.HashSet;import java.util.LinkedList;import java.util.Set;public class Test { public static void main(String[] args) { LinkedList list = new LinkedList(); Set set = new HashSet(); Student stu1 = new Student(3,"Zhang San"); Student stu2 = new Student(4,"Li Si"); System.out.println("stu1 == stu2 : "+(stu1 == stu2)); System.out.println("hashcode of stu1: " + stu1.hashCode()); System.out.println("hashcode of stu2: " + stu2.hashCode()); System.out.print("stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): "); System.out.println(stu1.hashCode()==stu2.hashCode()); System.out.println("stu1.equals(stu2) : "+stu1.equals(stu2)); list.add(stu1); list.add(stu2); System.out.println("list size:"+ list.size()); set.add(stu1); set.add(stu2); System.out.println("set size:"+ set.size());

运行结果：

stu1 == stu2 : falsehashcode of stu1: 595755354hashcode of stu2: 1291472364stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): falsestu1.equals(stu2) : falselist size:2set size:2

例5：重写hashCode() Test.java

public class Student private int age; private String name; public Student() { } public Student(int age, String name) { super(); this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public int hashCode() { return 1; }}

Test.java与例4中的Test.java代码一致，在此不再罗列。 运行结果：

stu1 == stu2 : falsehashcode of stu1: 1hashcode of stu2: 1stu1.hashCode()==stu2.hashCode(): truestu1.equals(stu2) : falselist size:2set size:2

结论：由例4和例5可以看出，如果equals方法得到的结果为false，则两个对象的hashcode值可能相等，也可能不相等。

（三）如果两个对象的hashcode值相等，则equals方法得到的结果未是否为true?

结论：由例2和例5可以看出，如果两个对象的hashcode值相等，则equals方法得到的结果可能为true，也可能为false。

（四）如果两个对象的hashcode值不相等，则equals方法得到的结果是否为false？

结论：由例3和例4可以看出，如果两个对象的hashcode值不相等，则equals方法得到的结果可能为true，也可能为false。

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