【09期】說說hashCode() 和 equals() 之間的關系？

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來自：java面試題精選

上一篇關于介紹Object類下的幾種方法時面試題時，提到equals()和hashCode()方法可能引出關于“hashCode() 和 equals() 之間的關系？”的面試題，本篇來解析一下這道基礎面試題。

先祭一張圖，可以思考一下為什么？

介紹

equals()?的作用是用來判斷兩個對象是否相等。

hashCode()?的作用是獲取哈希碼，也稱為散列碼；它實際上是返回一個int整數(shù)。這個哈希碼的作用是確定該對象在哈希表中的索引位置。

關系

我們以“類的用途”來將“hashCode() 和 equals()的關系”分2種情況來說明。

1、不會創(chuàng)建“類對應的散列表”

這里所說的“不會創(chuàng)建類對應的散列表”是說：我們不會在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質(zhì)是散列表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用到該類。例如，不會創(chuàng)建該類的HashSet集合。

在這種情況下，該類的“hashCode() 和 equals() ”沒有半毛錢關系的！equals() 用來比較該類的兩個對象是否相等。而hashCode() 則根本沒有任何作用。

下面，我們通過示例查看類的兩個對象相等 以及 不等時hashCode()的取值。

import?java.util.*;
import?java.lang.Comparable;

/**
?*?@desc 比較equals()?返回true 以及?返回false時， hashCode()的值。
?*
?*/
public?class?NormalHashCodeTest{

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?新建2個相同內(nèi)容的Person對象，
????????//?再用equals比較它們是否相等
????????Person?p1?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p2?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p3?=?new?Person("aaa",?200);
????????System.out.printf("p1.equals(p2)?:?%s;?p1(%d)?p2(%d)\n",?p1.equals(p2),?p1.hashCode(),?p2.hashCode());
????????System.out.printf("p1.equals(p3)?:?%s;?p1(%d)?p3(%d)\n",?p1.equals(p3),?p1.hashCode(),?p3.hashCode());
????}

????/**
?????*?@desc Person類。
?????*/
????private?static?class?Person?{
????????int?age;
????????String?name;

????????public?Person(String?name,?int?age)?{
????????????this.name?=?name;
????????????this.age?=?age;
????????}

????????public?String?toString()?{
????????????return?name?+?"?-?"?+age;
????????}

????????/**?
?????????*?@desc?覆蓋equals方法?
?????????*/??
????????public?boolean?equals(Object?obj){??
????????????if(obj?==?null){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????//如果是同一個對象返回true，反之返回false??
????????????if(this?==?obj){??
????????????????return?true;??
????????????}??

????????????//判斷是否類型相同??
????????????if(this.getClass()?!=?obj.getClass()){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????Person?person?=?(Person)obj;??
????????????return?name.equals(person.name)?&&?age==person.age;??
????????}?
????}
}

運行結(jié)果：

p1.equals(p2)?:?true;?p1(1169863946)?p2(1901116749)
p1.equals(p3)?:?false;?p1(1169863946)?p3(2131949076)

從結(jié)果也可以看出：p1和p2相等的情況下，hashCode()也不一定相等。

2、會創(chuàng)建“類對應的散列表”

這里所說的“會創(chuàng)建類對應的散列表”是說：我們會在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質(zhì)是散列表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用到該類。例如，會創(chuàng)建該類的HashSet集合。

在這種情況下，該類的“hashCode() 和 equals() ”是有關系的：

• 如果兩個對象相等，那么它們的hashCode()值一定相同。這里的相等是指，通過equals()比較兩個對象時返回true。

• 如果兩個對象hashCode()相等，它們并不一定相等。因為在散列表中，hashCode()相等，即兩個鍵值對的哈希值相等。然而哈希值相等，并不一定能得出鍵值對相等。補充說一句：“兩個不同的鍵值對，哈希值相等”，這就是哈希沖突。

此外，在這種情況下。若要判斷兩個對象是否相等，除了要覆蓋equals()之外，也要覆蓋hashCode()函數(shù)。否則，equals()無效。

舉例，創(chuàng)建Person類的HashSet集合，必須同時覆蓋Person類的equals() 和 hashCode()方法。?

如果單單只是覆蓋equals()方法。我們會發(fā)現(xiàn)，equals()方法沒有達到我們想要的效果。

import?java.util.*;
import?java.lang.Comparable;

/**
?*?@desc 比較equals()?返回true 以及?返回false時， hashCode()的值。
?*
?*/
public?class?ConflictHashCodeTest1{

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?新建Person對象，
????????Person?p1?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p2?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p3?=?new?Person("aaa",?200);

????????//?新建HashSet對象?
????????HashSet?set?=?new?HashSet();
????????set.add(p1);
????????set.add(p2);
????????set.add(p3);

????????//?比較p1?和?p2，?并打印它們的hashCode()
????????System.out.printf("p1.equals(p2)?:?%s;?p1(%d)?p2(%d)\n",?p1.equals(p2),?p1.hashCode(),?p2.hashCode());
????????//?打印set
????????System.out.printf("set:%s\n",?set);
????}

????/**
?????*?@desc Person類。
?????*/
????private?static?class?Person?{
????????int?age;
????????String?name;

????????public?Person(String?name,?int?age)?{
????????????this.name?=?name;
????????????this.age?=?age;
????????}

????????public?String?toString()?{
????????????return?"("+name?+?",?"?+age+")";
????????}

????????/**?
?????????*?@desc?覆蓋equals方法?
?????????*/??
????????@Override
????????public?boolean?equals(Object?obj){??
????????????if(obj?==?null){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????//如果是同一個對象返回true，反之返回false??
????????????if(this?==?obj){??
????????????????return?true;??
????????????}??

????????????//判斷是否類型相同??
????????????if(this.getClass()?!=?obj.getClass()){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????Person?person?=?(Person)obj;??
????????????return?name.equals(person.name)?&&?age==person.age;??
????????}?
????}
}

運行結(jié)果：

p1.equals(p2)?:?true;?p1(1169863946)?p2(1690552137)
set:[(eee,?100),?(eee,?100),?(aaa,?200)]

結(jié)果分析：

我們重寫了Person的equals()。但是，很奇怪的發(fā)現(xiàn)：HashSet中仍然有重復元素：p1 和 p2。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？

這是因為雖然p1 和 p2的內(nèi)容相等，但是它們的hashCode()不等；所以，HashSet在添加p1和p2的時候，認為它們不相等。

那同時覆蓋equals() 和 hashCode()方法呢？

import?java.util.*;
import?java.lang.Comparable;

/**
?*?@desc 比較equals()?返回true 以及?返回false時， hashCode()的值。
?*
?*/
public?class?ConflictHashCodeTest2{

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?新建Person對象，
????????Person?p1?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p2?=?new?Person("eee",?100);
????????Person?p3?=?new?Person("aaa",?200);
????????Person?p4?=?new?Person("EEE",?100);

????????//?新建HashSet對象?
????????HashSet?set?=?new?HashSet();
????????set.add(p1);
????????set.add(p2);
????????set.add(p3);

????????//?比較p1?和?p2，?并打印它們的hashCode()
????????System.out.printf("p1.equals(p2)?:?%s;?p1(%d)?p2(%d)\n",?p1.equals(p2),?p1.hashCode(),?p2.hashCode());
????????//?比較p1?和?p4，?并打印它們的hashCode()
????????System.out.printf("p1.equals(p4)?:?%s;?p1(%d)?p4(%d)\n",?p1.equals(p4),?p1.hashCode(),?p4.hashCode());
????????//?打印set
????????System.out.printf("set:%s\n",?set);
????}

????/**
?????*?@desc Person類。
?????*/
????private?static?class?Person?{
????????int?age;
????????String?name;

????????public?Person(String?name,?int?age)?{
????????????this.name?=?name;
????????????this.age?=?age;
????????}

????????public?String?toString()?{
????????????return?name?+?"?-?"?+age;
????????}

????????/**?
?????????*?@desc重寫hashCode?
?????????*/??
????????@Override
????????public?int?hashCode(){??
????????????int?nameHash?=??name.toUpperCase().hashCode();
????????????return?nameHash?^?age;
????????}

????????/**?
?????????*?@desc?覆蓋equals方法?
?????????*/??
????????@Override
????????public?boolean?equals(Object?obj){??
????????????if(obj?==?null){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????//如果是同一個對象返回true，反之返回false??
????????????if(this?==?obj){??
????????????????return?true;??
????????????}??

????????????//判斷是否類型相同??
????????????if(this.getClass()?!=?obj.getClass()){??
????????????????return?false;??
????????????}??

????????????Person?person?=?(Person)obj;??
????????????return?name.equals(person.name)?&&?age==person.age;??
????????}?
????}
}

運行結(jié)果：

p1.equals(p2)?:?true;?p1(68545)?p2(68545)
p1.equals(p4)?:?false;?p1(68545)?p4(68545)
set:[aaa?-?200,?eee?-?100]

結(jié)果分析：

這下，equals()生效了，HashSet中沒有重復元素。

比較p1和p2，我們發(fā)現(xiàn)：它們的hashCode()相等，通過equals()比較它們也返回true。所以，p1和p2被視為相等。

比較p1和p4，我們發(fā)現(xiàn)：雖然它們的hashCode()相等；但是，通過equals()比較它們返回false。所以，p1和p4被視為不相等。

原則

1.同一個對象（沒有發(fā)生過修改）無論何時調(diào)用hashCode()得到的返回值必須一樣。
如果一個key對象在put的時候調(diào)用hashCode()決定了存放的位置，而在get的時候調(diào)用hashCode()得到了不一樣的返回值，這個值映射到了一個和原來不一樣的地方，那么肯定就找不到原來那個鍵值對了。

2.hashCode()的返回值相等的對象不一定相等，通過hashCode()和equals()必須能唯一確定一個對象。不相等的對象的hashCode()的結(jié)果可以相等。hashCode()在注意關注碰撞問題的時候，也要關注生成速度問題，完美hash不現(xiàn)實。

3.一旦重寫了equals()函數(shù)（重寫equals的時候還要注意要滿足自反性、對稱性、傳遞性、一致性），就必須重寫hashCode()函數(shù)。而且hashCode()的生成哈希值的依據(jù)應該是equals()中用來比較是否相等的字段。

如果兩個由equals()規(guī)定相等的對象生成的hashCode不等，對于hashMap來說，他們很可能分別映射到不同位置，沒有調(diào)用equals()比較是否相等的機會，兩個實際上相等的對象可能被插入不同位置，出現(xiàn)錯誤。其他一些基于哈希方法的集合類可能也會有這個問題。

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