Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答

为什么重写 equals() 时必须重写 hashCode() 方法

????????因为两个相等的对象的 hashCode 值必须是相等。也就是说如果 equals 方法判断两个对象是相等的，那这两个对象的 hashCode 值也要相等。

????????如果重写 equals() 时没有重写 hashCode() 方法的话就可能会导致 equals 方法判断是相等的两个对象，hashCode 值却不相等。

总结：

• equals 方法判断两个对象是相等的，那这两个对象的 hashCode 值也要相等。
• 两个对象有相同的 hashCode 值，他们也不一定是相等的（哈希碰撞）。

思考：重写 equals() 时没有重写 hashCode() 方法的话，使用 HashMap 可能会出现什么问题？

????????在使用 HashMap 或其他基于哈希表的数据结构时，如果我们重写了 equals() 方法但没有重写 hashCode() 方法，可能会导致以下问题：

1. 键冲突：HashMap 使用键的哈希码来确定键值对的存储位置，当两个对象的 hashCode() 返回不同的值时，它们会被认为是不同的键。然而，如果两个对象的 equals() 方法返回 true，那么按照对象相等的定义，它们应该被视为相同的键。由于缺乏正确的哈希码实现，HashMap 可能会将它们存储在不同的位置，从而导致无法正确地获取或删除键。

2. 无法正确查找：当我们使用一个对象作为键去查找值时，HashMap 首先会计算该键的哈希码，并根据哈希码找到对应的存储位置。如果我们没有正确重写 hashCode() 方法，即使对象的值相等（根据 equals() 方法），哈希码可能不同，导致 HashMap 无法正确查找到对应的值。

3. 存储错误：由于哈希表的冲突机制，不同的键可以具有相同的哈希码。HashMap 在处理哈希冲突时，会使用链表或红黑树等数据结构来存储多个键值对。如果我们没有正确重写 hashCode() 方法，哈希码的不一致性可能导致键值对被存储在不同的位置，从而导致无法正确访问或删除键值对。

????????为了解决上述问题，我们需要确保重写 equals() 方法的同时也要重写 hashCode() 方法，以确保它们的行为一致。根据规范，如果两个对象根据 equals() 方法相等，则它们的 hashCode() 方法应该返回相同的值。这样可以确保对象在哈希表中被正确地存储和检索。

equals() 的作用是什么

????????equals() 的作用是?用来判断两个对象是否相等。

????????equals() 定义在JDK的Object.java中。通过判断两个对象的地址是否相等(即，是否是同一个对象)来区分它们是否相等。源码如下：

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

????????既然Object.java中定义了equals()方法，这就意味着所有的Java类都实现了equals()方法，所有的类都可以通过equals()去比较两个对象是否相等。 使用默认的“equals()”方法，等价于“==”方法。因此通常会重写equals()方法：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。 ?

下面根据“类是否覆盖equals()方法”，将它分为2类。

1. 若某个类没有覆盖equals()方法，当它的通过equals()比较两个对象时，实际上是比较两个对象是不是同一个对象。这时，等价于通过“==”去比较这两个对象。
2. 若该类覆盖类的equals()方法，来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。

下面，举例对上面的2种情况进行说明。

1. ?“没有覆盖equals()方法”的情况

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

/**
 * @desc equals()的测试程序
 */
public class EqualsTest1{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        Person p1 = new Person("昂焱数据", 100);
        Person p2 = new Person("昂焱数据", 100);
        System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
    }

}
 /**
 * @desc Person类。
 */
private class Person {
    int age;
    String name;

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

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

运行结果：false

结果分析：

? ? ? ?我们通过 p1.equals(p2) 来“比较p1和p2是否相等时”。实际上，调用的Object.java的equals()方法，即调用的 (p1==p2) 。它是比较“p1和p2是否是同一个对象”。
? ? ? ?而由 p1 和 p2 的定义可知，它们虽然内容相同；但它们是两个不同的对象！因此，返回结果是false。

2. "覆盖equals()方法"的情况

我们修改上面的EqualsTest1.java：覆盖equals()方法。

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

/**
 * @desc equals()的测试程序。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class EqualsTest2{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        Person p1 = new Person("昂焱数据", 100);
        Person p2 = new Person("昂焱数据", 100);
        System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
    }

}


/**
 * @desc Person类。
 */
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 覆盖equals方法
     */
    @Override
    public boolean equals(Object obj){
        if(obj == null){
            return false;
        }

        //如果是同一个对象返回true，反之返回false
        if(this == obj){
            return true;
        }

        //判断是否类型相同
        if(this.getClass() != obj.getClass()){
            return false;
        }

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

运行结果：true

结果分析：

????????在EqualsTest2.java 中重写了Person的equals()函数：当两个Person对象的 name 和 age 都相等，则返回true。因此，运行结果返回true。

讲到这里，顺便说一下java对equals()的要求。有以下几点：

1. 对称性：如果x.equals(y)返回是"true"，那么y.equals(x)也应该返回是"true"。
2. 反射性：x.equals(x)必须返回是"true"。
3. 类推性：如果x.equals(y)返回是"true"，而且y.equals(z)返回是"true"，那么z.equals(x)也应该返回是"true"。
4. 一致性：如果x.equals(y)返回是"true"，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是"true"。
5. 非空性，x.equals(null)，永远返回是"false"；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是"false"。

equals() 与 == 的区别是什么

==?: 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即，判断两个对象是不试同一个对象。

equals()?: 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况(前面第1部分已详细介绍过)：
? ? ? ? 情况1，类没有覆盖equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象。
? ? ? ? 情况2，类覆盖了equals()方法。一般覆盖equals()方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回true(即，认为这两个对象相等)。

下面，通过示例比较它们的区别。
?

public class EqualsTest3{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        // EqualsTest3 中使用的Person对象与EqualsTest2中相同
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        System.out.printf("p1.equals(p2) : %s\n", p1.equals(p2));
        System.out.printf("p1==p2 : %s\n", p1==p2);
    }
}

运行结果：

p1.equals(p2) : true
p1==p2 : false

结果分析：

在EqualsTest3.java 中：
1、p1.equals(p2)
? ? ? ? 这是判断p1和p2的内容是否相等。因为Person覆盖equals()方法，而这个equals()是用来判断p1和p2的内容是否相等，恰恰p1和p2的内容又相等；因此，返回true。

2、p1==p2
? ? ? ?这是判断p1和p2是否是同一个对象。由于它们是各自新建的两个Person对象；因此，返回false。

hashCode() 的作用

????????hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

????????hashCode() 定义在JDK的Object.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。
? ? ? ? 虽然，每个Java类都包含hashCode() 函数。但是，仅仅当创建并某个“类的散列表”(关于“散列表”见下面说明)时，该类的hashCode() 才有用(作用是：确定该类的每一个对象在散列表中的位置；其它情况下(例如，创建类的单个对象，或者创建类的对象数组等等)，类的hashCode() 没有作用。
? ? ? ?上面的散列表，指的是：Java集合中本质是散列表的类，如HashMap，Hashtable，HashSet。

? ? ? ?也就是说：hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置。

hashCode() 和 equals() 的关系

第一种 不会创建“类对应的散列表”

? ? ? ? ?不在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，不会创建该类的HashSet集合。

? ? ? ? 在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”没有任何关系。
? ? ? ? 这种情况下，equals() 用来比较该类的两个对象是否相等。而hashCode() 则根本没有任何作用，所以，不用理会hashCode()。

第二种 会创建“类对应的散列表”

? ? ? ? 会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，会创建该类的HashSet集合。

? ? ? ? 在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的：
? ? ? ? 1)、如果两个对象相等，那么它们的hashCode()值一定相同。
? ? ? ? ? ? ? 这里的相等是指，通过equals()比较两个对象时返回true。
? ? ? ? 2)、如果两个对象hashCode()相等，它们并不一定相等。
? ? ? ? 因为在散列表中，hashCode()相等，即两个键值对的哈希值相等。然而哈希值相等，并不一定能得出键值对相等。补充说一句：“两个不同的键值对，哈希值相等”，这就是哈希冲突。

? ? ? ? 此外，在这种情况下。若要判断两个对象是否相等，除了要覆盖equals()之外，也要覆盖hashCode()函数。否则，equals()无效。
????????例如，创建Person类的HashSet集合，必须同时覆盖Person类的equals() 和 hashCode()方法。如果单单只是覆盖equals()方法。会发现，equals()方法没有达到我们想要的效果。

????????使用hesh散列表表时，一定要覆盖类的equals() 和 hashCode()方法。

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