Java实战equals()与hashCode()

Posted 2020-08-09

一.equals()方法详解 equals()方法在object类中定义如下：

　　代码

public boolean equals(Object obj) {

return (this == obj);

}

　　很明显是对两个对象的地址值进行的比较（即比较引用是否相同）。但是我们知道，String 、

Math、Integer、Double等这些封装类在使用equals()方法时，已经覆盖了object类的equals()方

法。 比如在String类中如下：

　　代码

public boolean equals(Object anObject) {

if (this == anObject) {

return true;

}

if (anObject instanceof String) {

String anotherString = (String)anObject;

int n = count;

if (n == anotherString.count) {

char v1[] = value;

char v2[] = anotherString.value;

int i = offset;

int j = anotherString.offset;

while (n– != 0) {

if (v1[i++] != v2[j++])

return false;

}

return true;

}

}

return false;

}

　　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Math、Integer、Double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，基本类型是进行值的比较。

　　应注意，Java语言对equals()的要求如下，这些要求是必须遵循的：

　　1.对称性：如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true”。

　　2.反射性：x.equals(x)必须返回是“true”。

　　3.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”。

　　4.一致性：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”。

　　5.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。

　　二.hashcode() 方法详解

　　在object类中，hashCode定义如下：

　　代码

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：

　　代码

public int hashCode() {

int h = hash;

if (h == 0) {

int off = offset;

char val[] = value;

int len = count;

for (int i = 0; i < len; i++) {

h = 31 * h + val[off++];

}

hash = h;

}

return h;

}

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）。

　　想要弄明白hashCode的作用，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。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。这里就引出一个问题：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，初

学者可以简单理解，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：

　　1.如果两个对象相同，那么它们的hashCode值一定要相同；

　　2.如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同（这里说的对象相同指的是用eqauls方法比较）。

　　如不按要求去做了，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。

　　3.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。

　　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。

　　三.Hashset、Hashmap、Hashtable与hashcode()和equals()的密切关系 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、Hashmap、Hashtable中的存储操作是根

据什么原理来存取对象的呢？ 下面以HashSet为例进行分析，我们都知道：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？在java的集合中，判断

两个对象是否相等的规则是：

　　1.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。）

　　2.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。

　　例1：

　　代码

package com.bijian.study;

import java.util.HashSet;

import java.util.Iterator;

import java.util.Set;

public class HashSetTest {

public static void main(String args[]) {

String s1 = new String("aaa");

String s2 = new String("aaa");

System.out.println(s1 == s2);

System.out.println(s1.equals(s2));

System.out.println(s1.hashCode());

System.out.println(s2.hashCode());

Set hashset = new HashSet();

hashset.add(s1);

hashset.add(s2);

Iterator it = hashset.iterator();

while (it.hasNext()) {

System.out.println(it.next());

}

}

}

运行结果：

Text代码 收藏代码

false

true

96321

96321

aaa

　　这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法，所以hashset认为它们是相等的对

象，进行了重复添加。

　　例2：

　　代码

package com.bijian.study;

import java.util.HashSet;

import java.util.Iterator;

public class HashSetTest {

public static void main(String[] args) {

HashSet hs = new HashSet();

hs.add(new Student(1, "zhangsan"));

hs.add(new Student(2, "lisi"));

hs.add(new Student(3, "wangwu"));

hs.add(new Student(1, "zhangsan"));

Iterator it = hs.iterator();

while (it.hasNext()) {

System.out.println(it.next());

}

}

}

class Student {

int num;

String name;

Student(int num, String name) {

this.num = num;

this.name = name;

}

public String toString() {

return num + ":" + name;

}

}

运行结果：

Text代码 收藏代码

1:zhangsan

3:wangwu

2:lisi

1:zhangsan

　　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。

　　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，而object类中的hashcode()方法是一个本地方法，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，造成的结果就是两个对象的

hashcode()返回的值不一样，所以Hashset会把它们当作不同的对象对待。

　　怎么解决这个问题呢？答案是：在Student类中重新hashcode()和equals()方法。

　　代码

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;

}

}

运行结果：

Text代码 收藏代码

1:zhangsan

3:wangwu

2:lisi

　　可以看到重复元素的问题已经消除，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，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。

　　重写equals()和hashcode()小结：

　　1.重点是equals，重写hashCode只是技术要求（为了提高效率）

　　2.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

　　3.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。在向HashSet集

合中添加元素时，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，且这是非常有必要的。比如可以这样写：

　　代码

public int hashCode(){

return 1; //等价于hashcode无效

}

　　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。

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