Java中的equals和hashCode方法

引言

在Java中，、equals()和hashCode()都和对象的比较有关。但是为什么需要设计这三种对象的比较方法呢？本文将解释它们的用途。

操作符

操作符用于判断两个对象是否是同一个对象。对于引用变量而言，比较的是两个引用变量引用的是不是同一个对象，即比较的是两个引用中存储的对象地址是不是一样的。对于基本数据类型而言，比较的是两个数据是不是相等。由于基本数据类型没有方法，所以不存在equals()和hashCode()的问题，下面的讨论都是针对引用类型而言的。

equals()方法

为什么Java会设计equals()方法？操作符只能判断两个对象是否是同一个对象，这并不能满足很多需求。有时候当两个对象不是同一个对象的时候，我们仍然会认为两者是“相等”的，比如对于String对象，当两个对象的字符串序列是一致的，我们就认为他们是“相等”的。对于有这种需求的对象的类，需要重写其equals()方法来实现具体的“相等”逻辑。需要注意的是，Object类中的默认实现是比较两个对象是不是同一个对象，即其和操作符的效果是相同的。Java提供的某些类已经重写了equals()方法，自己编写的类如果需要实现自己的“相等”逻辑，也需要重写equals()方法。

hashCode()方法

为什么会设计hashCode()方法？hashCode()方法返回的是一个数值，我们称之为hashCode。从方法的名称上就可以看出，其目的是生成一个hash码。hash码的主要用途就是在对对象进行散列的时候作为key输入，所以每个对象的hash码尽可能不同，这样才能保证散列的存取性能。Object类提供的默认实现确保每个对象的hash码不同（在对象的内存地址基础上经过特定算法返回一个hash码）。根据Java规范，hashCode()方法和equals()方法可以没有关系。

equals()和hashCode()的关系

对于集合类HashSet、HashMap等和hash有关的类，是通过hash算法来散列对象的。对HashSet而言，存入对象的流程为：根据对象的hash码，经过hash算法，找到对象应该存放的位置，如果该位置为空，则将对象存入该位置；如果该位置不为空，则使用equals()比较该位置的对象和将要入的对象，如果两个相等，则不再插入，如果不相等，则根据hash冲突解决算法将对象插入其他位置。Java规定对于HashSet判断是不是重复对象就是通过equals()方法来完成，这就需要在两个对象equals()方法相等的时候，hash码一定相等（即hashCode()返回的值相等）。假设两个对象equals()方法相等的时候，hash码不相等，会出现equals()相等的两个对象都插入了HashSet中，这是不允许的。因此我们有以下结论：对于equals()相等的两个对象，其hashCode()返回的值一定相等。

如何设计hashCode()方法

为了保证“对于equals()相等的对象hashCode()要一定相等”，在设计hashCode()方法时，可以从对象的各个关键域中选取部分或全部字段，通过特定算法得到一个hash码。同样地，对于equals()不同的对象，应该尽量保证hash码不同。一个常用的算法如下：

1. 把某个非零常数值（一般取素数）17保存在int变量result中。

2. 对于对象中的每一个关键域f：

- 如果f是boolean型，计算(f ? 0 : 1)。

- 如果f是byte、char、short型，计算(int)f。

- 如果f是long型，计算(int) (f ^ (f >>> 32))。

- 如果f是float型，计算Float.floatToIntBits(afloat)。

- 如果f是double型，计算(adouble)得到一个long，再执行上一步。

- 如果f是对象引用，递归调用它的hashCode()方法。

- 如果f是数组域，对其中每个元素调用它的hashCode()方法。

3. 将上面计算得到的散列码保存到int变量c，然后执行result 37 * result c。

4. 返回result。

通过这种算法，可以保证“对于equals()相等的对象hashCode()返回的值一定相等”，并且尽可能使不同的对象产生不同的hash码。

通过以上分析，我们可以得出equals()和hashCode()在Java中的使用和设计原则。对于需要进行对象比较的类，应该重写equals()方法来实现自定义的“相等”逻辑，并同时重写hashCode()方法，以满足equals()和hashCode()的关联要求。这样可以确保在使用HashSet等集合类时，对象的比较和散列的正确性。

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