Java的比较:equals(),hashcode(),==

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equals()方法详解

equals()方法是用来判断其他的对象是否和该对象相等.

equals()方法在object类中定义如下:

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)。

不过,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。这些(子)类的equals()方法已经不再是比较地址了。而进行的是内容的比较。总的来说,基本类型是进行值的比较。它的性质有:

对于Object类来说,equals()方法在对象上实现的是差别可能性最大的等价关系,即,对于任意非null的引用值xy,当且仅当xy引用的是同一个对象,该方法才会返回true即,比较引用/地址。

需要注意的是当equals()方法被override时,hashCode()也要被override。按照一般hashCode()方法的实现来说,相等的对象,它们的hashcode一定相等。但是hashcode相等的两个对象,并不一定equals。

hashcode() 方法详解

hashCode()方法给对象返回一个hash code值。这个方法被用于hash tables,例如HashMap。

它的性质是:

大量的实践表明,由Object类定义的hashCode()方法对于不同的对象返回不同的integer。

在object类中,hashCode定义如下:

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:

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。简而言之,在集合查找时,hashcode能大大降低对象比较次数,提高查找效率!

 

Java对象的eqauls方法和hashCode方法是这样规定的:

1、相等(相同)的对象必须具有相等的哈希码(或者散列码)。

想象一下,假如两个Java对象A和B,A和B相等(eqauls结果为true),但A和B的哈希码不同,则A和B存入HashMap时的哈希码计算得到的HashMap内部数组位置索引可能不同,那么A和B很有可能允许同时存入HashMap,显然相等/相同的元素是不允许同时存入HashMap,HashMap不允许存放重复元素。

2、如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同。

 

也就是说,不同对象的hashCode可能相同;假如两个Java对象A和B,A和B不相等(eqauls结果为false),但A和B的哈希码相等,将A和B都存入HashMap时会发生哈希冲突,也就是A和B存放在HashMap内部数组的位置索引相同这时HashMap会在该位置建立一个链接表,将A和B串起来放在该位置,显然,该情况不违反HashMap的使用原则,是允许的。当然,哈希冲突越少越好,尽量采用好的哈希算法以避免哈希冲突。

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。

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