当对象 Hashcode 更改时，Hashmap 或 Hashset 中的查找会发生啥

Posted 2023-02-25

【中文标题】当对象 Hashcode 更改时，Hashmap 或 Hashset 中的查找会发生啥

【英文标题】：What happens to the lookup in a Hashmap or Hashset when the objects Hashcode changes当对象 Hashcode 更改时，Hashmap 或 Hashset 中的查找会发生什么

【发布时间】：2012-10-22 01:02:20

【问题描述】：

在 Hashmap 中，提供的键的哈希码用于将值放置在哈希表中。在哈希集中，对象哈希码用于将值放置在底层哈希表中。也就是说，hashmap 的优点是你可以灵活地决定你想要什么作为 key，这样你就可以做这样的好事。

Map<String,Player> players = new HashMap<String,Player>();

这可以将诸如玩家姓名之类的字符串映射到玩家本身。

我的问题是，当键的 Hashcode 发生变化时，查找会发生什么变化。

我希望这对于 Hashmap 来说不是一个主要问题，因为我不希望也不希望密钥改变。在前面的例子中，如果球员的名字改变了，他就不再是那个球员了。但是，我可以使用键更改其他不是名称的字段来查找玩家，并且将来的查找将起作用。

但是在 Hashset 中，因为如果有人稍微更改对象，则使用整个对象的哈希码来放置项目，该对象的未来查找将不再解析到 Hashtable 中的相同位置，因为它依赖于整个对象的哈希码。这是否意味着一旦数据在 Hashset 中就不应更改。还是需要重新散列？还是自动完成等？怎么回事？

【问题讨论】：

我在这个问题上做了很多陈述/假设，如果有任何错误，请告诉我

【参考方案1】：

在您的示例中，字符串是不可变的，因此其哈希码无法更改。但假设是，如果对象的哈希码在哈希表中作为键时确实发生了变化，那么就哈希表查找而言，它可能会消失。我在这个对相关问题的回答中更详细地介绍了：https://***.com/a/13114376/139985。 （最初的问题是关于HashSet，但HashSet 确实是HashMap，所以答案也涵盖了这种情况。）

可以肯定地说，如果 HashMap 或 TreeMap 的键以影响它们各自的 hashcode() / equals(Object) 或 compare(...) 或 compareTo(...) 合约的方式发生变化，那么数据结构将“打破”。

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这是否意味着一旦数据在 Hashset 中就不应更改。

是的。

还是需要重新散列？还是自动完成等？

它不会自动重新散列。 HashMap 不会注意到密钥的哈希码已更改。事实上，当HashMap 调整大小时，您甚至不会重新计算哈希码。数据结构记住原始哈希码值，以避免在哈希表调整大小时重新计算所有哈希码。

如果您知道某个键的哈希码将要更改，则需要在更改该键之前从表中删除该条目，然后再将其添加回来。 （如果你在修改密钥后尝试remove / put 它，remove 可能会找不到条目。）

发生了什么事？

发生的事情是您违反了合同。不要那样做！

合同由两部分组成：

javadoc 中为 Object 指定的标准哈希码 / 等于合约。

当对象的哈希码是哈希表中的键时，它不能更改的附加约束。

HashMapjavadoc 中没有具体说明后一种约束，但Map 的javadoc 表示：

注意：如果将可变对象用作映射键，则必须非常小心。如果对象的值以影响equals 比较的方式更改，而对象是映射中的键，则不会指定映射的行为。

影响相等性的更改（通常）也会影响哈希码。在实现级别，如果 HashMap 条目的键的哈希码发生更改，则该条目通常现在位于错误的哈希桶中，并且对于执行查找的 HashMap 方法不可见。

【讨论】：

你能解释一件事吗？如果我更改用于哈希码计算的某些字段（例如 int 10 变为 5）。然后我们将无法在映射中找到值，因为它使用的是旧版本的键。所以哈希码是不同的，对吧？但这如何违反与equals的合同？据我了解，等于仍然可以正常工作，因为它检查相同的字段。你能解释一下吗？

1) 是的。 2）它违反了合同，因为合同的一部分说你应该改变一个关键对象，当它在一个hashmap中时，它会改变它的hashcode。 equals 仍然有效的事实是无关紧要的。真正的问题是 hashmap 中的条目将位于错误的哈希链上，因此查找不会找到它。

【参考方案2】：

在您的示例中，键是不可变的字符串。所以键的哈希码不会改变。当键的哈希码更改未定义并导致“奇怪”行为时会发生什么。请参阅下面的示例，它打印 1、false 和 2。对象保留在集合中，但集合看起来像是损坏的（包含返回 false）。

从Set's javadoc中提取：

注意：如果将可变对象用作集合元素，则必须非常小心。如果对象的值以影响等于比较的方式更改，而对象是集合中的一个元素，则不指定集合的​​行为。此禁令的一个特殊情况是不允许集合包含自身作为元素。

public static void main(String args[]) 
    Set<MyObject> set = new HashSet<>();
    MyObject o1 = new MyObject(1);
    set.add(o1);
    o1.i = 2;
    System.out.println(set.size());       //1
    System.out.println(set.contains(o1)); //false
    for (MyObject o : set) 
        System.out.println(o.i);          //2
    


private static class MyObject 
    private int i;

    public MyObject(int i) 
        this.i = i;
    

    @Override
    public int hashCode() 
        return i;
    

    @Override
    public boolean equals(Object obj) 
        if (obj == null) return false;
        if (getClass() != obj.getClass()) return false;
        final MyObject other = (MyObject) obj;
        if (this.i != other.i) return false;
        return true;
    

【讨论】：

好吧，总结一下。 hashmap 的 Key 永远不应该改变？并且任何要放入哈希集中的对象都应该是不可变的？

@Luke1111 是的，除非你想故意制造这种奇怪的行为——说实话，我想不出一个。

【参考方案3】：

使用 Java 的哈希，根本找不到原始引用。在当前hashcode对应的bucket中查找，没有找到。

为了事后恢复，必须迭代Hash keySet，并且必须通过迭代器删除contains方法找不到的任何键。最好是从映射中删除键，然后用新键存储值。

【参考方案4】：

HashSet 由HashMap 备份。

来自 javadocs。

这个类实现了 Set 接口，由一个哈希表支持 （实际上是一个 HashMap 实例）。

因此，如果您更改哈希码，我怀疑您是否可以访问该对象。

内部实现细节

HashSet 的 add 实现是

 public boolean add(E e) 
        return map.put(e, PRESENT)==null;
 

键是元素，值只是一个名为 PRESENT 的虚拟对象

contains 的实现是

public boolean contains(Object o) 
        return map.containsKey(o);