HashCode()与equals()深入理解
摩尔什维 人气:11、hashCode()和equals()方法都是Object类提供的方法,
hashCode()返回该对象的哈希码值，该值通常是一个由该对象的内部地址转换而来的int型整数，
Object的equals()方法等价于==，也就是判断两个引用的对象是否是同一对象，所谓同一对象就是指内存中同一块存储单元
2、要判断两个对象逻辑相等就要覆盖equals()方法，当覆盖equals()方法时建议覆盖hashCode()方法，
官方hashCode的常规协定是如果根据 equals(Object) 方法，两个对象是相等的，那么在两个对象中的每个对象上调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。
3、在一些散列存储结构的集合中（Hashset,HashMap...）判断两个对象是否相等是先判断两个对象的hashCode是否相等，再判断两个对象用equals()运算是否相等
4、hashCode是为了提高在散列结构存储中查找的效率，在线性表中没有作用。
5、若两个对象equals返回true，则hashCode有必要也返回相同的int数。
6、同一对象在执行期间若已经存储在集合中，则不能修改影响hashCode值的相关信息，否则会导致内存泄露问题。
一、equals()方法
equals是Object类提供的方法之一，众所周知，每一个java类都继承自Object类，所以说每一个对象都有equals这个方法。而我们在用这个方法时却一般都重写这个方法，why?
Object类中equals()方法的源代码：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
从这个方法中可以看出，只有当一个实例等于它本身的时候，equals()才会返回true值。通俗地说，此时比较的是两个引用是否指向内存中的同一个对象，也可以称做是否实例相等。而我们在使用equals()来比较两个指向值对象的引用的时候，往往希望知道它们逻辑上是否相等，而不是它们是否指向同一个对象——这就是我们通常重写这个方法的原因。
重写equals()方法，必须要遵守通用约定。来自java.lang.Object的规范，equals方法实现了等价关系，以下是要求遵循的5点：
1.自反性：对于任意的引用值x，x.equals(x)一定为true。
2.对称性：对于任意的引用值x 和 y，当x.equals(y)返回true时，y.equals(x)也一定返回true。
3.传递性：对于任意的引用值x、y和ｚ，如果x.equals(y)返回true，并且y.equals(z)也返回true，那么x.equals(z)也一定返回true。
4. 一致性：对于任意的引用值x 和y，如果用于equals比较的对象信息没有被修改，多次调用x.equals(y)要么一致地返回true，要么一致地返回false。
5.非空性：对于任意的非空引用值x，x.equals(null)一定返回false。
二、hashCode()方法
hashcode()这个方法也是从object类中继承过来的，在object类中定义如下：
public native int hashCode();
hashCode()返回该对象的哈希码值，该值通常是一个由该对象的内部地址转换而来的整数，它的实现主要是为了提高哈希表(例如java.util.Hashtable提供的哈希表)的性能。
官方文档给出的hashCode()的常规协定：
1、在 Java 应用程序执行期间，在同一对象上多次调用 hashCode 方法时，必须一致地返回相同的整数，前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。从某一应用程序的一次执行到同一应用程序的另一次执行，该整数无需保持一致。
2、如果根据 equals(Object) 方法，两个对象是相等的，那么在两个对象中的每个对象上调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。
3、以下情况不 是必需的：如果根据 equals(java.lang.Object) 方法，两个对象不相等，那么在两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法必定会生成不同的整数结果。但是，程序员应该知道，为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能。
4、实际上，由 Object 类定义的 hashCode 方法确实会针对不同的对象返回不同的整数。（这一般是通过将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的，但是 JavaTM 编程语言不需要这种实现技巧。）
总结：
hashCode()的返回值和equals()的关系如下：
如果x.equals(y)返回“true”，那么x和y的hashCode()必须相等。
如果x.equals(y)返回“false”，那么x和y的hashCode()有可能相等，也有可能不等。
重写hashCode时注意事项
（1）返回的hash值是int型的，防止溢出。
（2）不同的对象返回的hash值应该尽量不同。（为了hashMap等集合的效率问题）
（3）《Java编程思想》中提到一种情况
“设计hashCode()时最重要的因素就是：无论何时，对同一个对象调用hashCode()都应该产生同样的值。如果在讲一个对象用put()添加进HashMap时产生一个hashCdoe值，而用get()取出时却产生了另一个hashCode值，那么就无法获取该对象了。所以如果你的hashCode方法依赖于对象中易变的数据，用户就要当心了，因为此数据发生变化时，hashCode()方法就会生成一个不同的散列码”。
下面来看一张对象放入散列集合的流程图：
在存储一个对象时，先进行hashCode值的比较，然后进行equals的比较。来认识一下具体hashCode和equals在代码中是如何调用的。
测试一：覆盖equals（Object obj）但不覆盖hashCode（）,导致数据不唯一性
public class HashCodeTest {
public static void main(String[] args) {
Collection set = new HashSet();
Point p1 = new Point(1, 1);
Point p2 = new Point(1, 1);
System.out.println(p1.equals(p2));
set.add(p1); // (1)
set.add(p2); // (2)
set.add(p1); // (3)
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object object = iterator.next();
System.out.println(object);
}
}
}
class Point {
private int x;
private int y;
public Point(int x, int y) {
super();
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) {
return true;
}
if (obj == null) {
return false;
}
if (getClass() != obj.getClass()) {
return false;
}
Point other = (Point) obj;
if (x != other.x) {
return false;
}
if (y != other.y) {
return false;
}
return true;
}
@Override
public String toString() {
return "x:" + x + ",y:" + y;
}
}
//结果： true x:1,y:1 x:1,y:1
原因分析：
（1）当执行set.add(p1)时集合为空，直接存入集合；
（2）当执行set.add(p2)时首先判断该对象（p2）的hashCode值所在的存储区域是否有相同的hashCode，因为没有覆盖hashCode方法，所以jdk使用默认Object的hashCode方法，返回内存地址转换后的整数，因为不同对象的地址值不同，所以这里不存在与p2相同hashCode值的对象，因此jdk默认不同hashCode值，equals一定返回false，所以直接存入集合。
（3）当执行set.add(p1)时，时，因为p1已经存入集合，同一对象返回的hashCode值是一样的，继续判断equals是否返回true，因为是同一对象所以返回true。此时jdk认为该对象已经存在于集合中，所以舍弃。
测试二：覆盖hashCode方法，但不覆盖equals方法，仍然会导致数据的不唯一性
public class HashCodeTest {
public static void main(String[] args) {
Collection set = new HashSet();
Point p1 = new Point(1, 1);
Point p2 = new Point(1, 1);
System.out.println(p1.equals(p2));
set.add(p1); // (1)
set.add(p2); // (2)
set.add(p1); // (3)
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object object = iterator.next();
System.out.println(object);
}
}
}
class Point {
private int x;
private int y;
public Point(int x, int y) {
super();
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
return result;
}
@Override
public String toString() {
return "x:" + x + ",y:" + y;
}
}
//结果 false x:1,y:1 x:1,y:1
原因分析：
（1）当执行set.add(p1)时（1），集合为空，直接存入集合；
（2）当执行set.add(p2)时（2），首先判断该对象（p2）的hashCode值所在的存储区域是否有相同的hashCode，这里覆盖了hashCode方法，p1和p2的hashCode相等，所以继续判断equals是否相等，因为这里没有覆盖equals，默认使用'=='来判断，所以这里equals返回false，jdk认为是不同的对象，所以将p2存入集合。
（3）当执行set.add(p1)时（3），时，因为p1已经存入集合，同一对象返回的hashCode值是一样的，并且equals返回true。此时jdk认为该对象已经存在于集合中，所以舍弃。
综合上述两个测试，要想保证元素的唯一性，必须同时覆盖hashCode和equals才行。
（注意：在HashSet中插入同一个元素（hashCode和equals均相等）时，会被舍弃，而在HashMap中插入同一个Key（Value 不同）时，原来的元素会被覆盖。）
测试三：在内存泄露问题
public class HashCodeTest {
public static void main(String[] args) {
Collection set = new HashSet();
Point p1 = new Point(1, 1);
Point p2 = new Point(1, 2);
set.add(p1);
set.add(p2);
p2.setX(10);
p2.setY(10);
set.remove(p2);
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object object = iterator.next();
System.out.println(object);
}
}
}
class Point {
private int x;
private int y;
public Point(int x, int y) {
super();
this.x = x;
this.y = y;
}
public int getX() {
return x;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
public int getY() {
return y;
}
public void setY(int y) {
this.y = y;
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) {
return true;
}
if (obj == null) {
return false;
}
if (getClass() != obj.getClass()) {
return false;
}
Point other = (Point) obj;
if (x != other.x) {
return false;
}
if (y != other.y) {
return false;
}
return true;
}
@Override
public String toString() {
return "x:" + x + ",y:" + y;
}
}
x:1,y:1 x:10,y:10
原因分析：
假设p1的hashCode为1，p2的hashCode为2，在存储时p1被分配在1号桶中，p2被分配在2号筒中。这时修改了p2中与计算hashCode有关的信息（x和y）,当调用remove(Object obj)时，首先会查找该hashCode值得对象是否在集合中。假设修改后的hashCode值为10（仍存在2号桶中）,这时查找结果空，jdk认为该对象不在集合中，所以不会进行删除操作。然而用户以为该对象已经被删除，导致该对象长时间不能被释放，造成内存泄露。解决该问题的办法是不要在执行期间修改与hashCode值有关的对象信息，如果非要修改，则必须先从集合中删除，更新信息后再加入集合中。
测试4：
public class RectObject {
public int x;
public int y;
public RectObject(int x,int y){
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public int hashCode(){
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj){
return false;
}
}
public static void main(String[] args){
HashSet<RectObject> set = new HashSet<RectObject>();
RectObject r1 = new RectObject(3,3);
RectObject r2 = new RectObject(5,5);
RectObject r3 = new RectObject(3,3);
set.add(r1);
set.add(r2);
set.add(r3);
set.add(r1);
System.out.println("size:"+set.size());
}
运行结果：size:3
原因分析：
首先r1和r2的对象比较hashCode，不相等，所以r2放进set中，
再来看一下r3,比较r1和r3的hashCode方法，是相等的，然后比较他们两的equals方法，因为equals方法始终返回false,所以r1和r3也是不相等的，r3和r2就不用说了，他们两的hashCode是不相等的，所以r3放进set中，
再看r4,比较r1和r4发现hashCode是相等的，在比较equals方法，因为equals返回false,所以r1和r4不相等，同一r2和r4也是不相等的，r3和r4也是不相等的，所以r4可以放到set集合中，那么结果应该是size:4,那为什么会是3呢？
这时候我们就需要查看HashSet的源码了，下面是HashSet中的add方法的源码：
/**
* Adds the specified element to this set if it is not already present.
* More formally, adds the specified element <tt>e</tt> to this set if
* this set contains no element <tt>e2</tt> such that
* <tt>(e==null ? e2==null : e.equals(e2))</tt>.
* If this set already contains the element, the call leaves the set
* unchanged and returns <tt>false</tt>.
*
* @param e element to be added to this set
* @return <tt>true</tt> if this set did not already contain the specified
* element
*/
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
这里我们可以看到其实HashSet是基于HashMap实现的，hashset存放的元素作为hashMap里面唯一的key变量，value部分用一个PRESENT对象来存储。
我们在点击HashMap的put方法，源码如下：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// 如果存储元素的table为空，则进行必要字段的初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length; // 获取长度（16）
// 如果根据hash值获取的结点为空，则新建一个结点
//（先查找对应的索引位置有没有元素）
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) // 此处 & 代替了 % （除法散列法进行散列）
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 这里的p结点是根据hash值算出来对应在数组中的元素
else {
Node<K,V> e; K k;
// 如果新插入的结点和table中p结点的hash值，key值相同的话
//这里判断hashCode是否相等，再判断两个对象是否相等或者两个对象的equals方法，因为r1和r4是同一对象，
//所以其实这里是r4覆盖了r1
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 如果是红黑树结点的话，进行红黑树插入
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 代表这个单链表只有一个头部结点，则直接新建一个结点即可
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 链表长度大于8时，将链表转红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
// 及时更新p
p = e;
}
}
// 如果存在这个映射就覆盖
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
// 判断是否允许覆盖，并且value是否为空
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e); // 回调以允许LinkedHashMap后置操作
return oldValue;
}
}
++modCount; // 更改操作次数
if (++size > threshold) // 大于临界值
// 将数组大小设置为原来的2倍，并将原先的数组中的元素放到新数组中
// 因为有链表，红黑树之类，因此还要调整他们
resize();
// 回调以允许LinkedHashMap后置操作
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
参考：
https://blog.csdn.net/u012088516/articlehttps://img.qb5200.com/download-x/details/86495512
https://blog.csdn.net/wonad12/articlehttps://img.qb5200.com/download-x/details/78958411
https://blog.csdn.net/AJ1101/articlehttps://img.qb5200.com/download-x/details/79413939
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