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面试官:重写 equals 时为什么一定要重写 hashCode?

 equals 方法和 hashCode 方法是面试 Object 类中的两个基础方法,它们共同协作来判断两个对象是官重否相等。为什么要这样设计嘞?写e写原因就出在“性能” 2 字上。

使用过 HashMap 我们就知道,定重通过 hash 计算之后,面试我们就可以直接定位出某个值存储的官重位置了,那么试想一下,写e写如果你现在要查询某个值是定重否在集合中?如果不通过 hash 方式直接定位元素(的存储位置),那么就只能按照集合的面试前后顺序,一个一个的官重询问比对了,而这种依次比对的写e写效率明显低于 hash 定位的方式。这就是定重 hash 以及 hashCode 存在的价值。

当我们对比两个对象是面试否相等时,我们就可以先使用 hashCode 进行比较,官重如果比较的写e写结果是 true,那么就可以使用 equals 再次确认两个对象是否相等,如果比较的结果是香港云服务器 true,那么这两个对象就是相等的,否则其他情况就认为两个对象不相等。这样就大大的提升了对象比较的效率,这也是为什么 Java 设计使用 hashCode 和 equals 协同的方式,来确认两个对象是否相等的原因。

那为什么不直接使用 hashCode 就确定两个对象是否相等呢?

这是因为不同对象的 hashCode 可能相同;但 hashCode 不同的对象一定不相等,所以使用 hashCode 可以起到快速初次判断对象是否相等的作用。

但即使知道了以上基础知识,依然解决不了本篇的问题,也就是:重写 equals 时为什么一定要重写 hashCode?要想了解这个问题的根本原因,我们还得先从这两个方法开始说起。

 1.equals 方法

Object 类中的 equals 方法用于检测一个对象是否等于另外一个对象。在 Object 类中,服务器托管这个方法将判断两个对象是否具有相同的引用。如果两个对象具有相同的引用,它们一定是相等的。

equals 方法的实现源码如下: 

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

通过上述源码和 equals 的定义我们可以看出,在大多数情况来说,equals 的判断是没有什么意义的!例如,使用 Object 中的 equals 比较两个自定义的对象是否相等,这就完全没有意义(因为无论对象是否相等,结果都是 false)。

通过以下示例,就可以说明这个问题: 

public class EqualsMyClassExample {       public static void main(String[] args) {           Person u1 = new Person();          u1.setName("Java");          u1.setAge(18);          Person u2 = new Person();          u1.setName("Java");          u1.setAge(18);                 // 打印 equals 结果          System.out.println("equals 结果:" + u1.equals(u2));      }  }  class Person {       private String name;      private int age;      public String getName() {           return name;      }      public void setName(String name) {           this.name = name;      }      public int getAge() {           return age;      }      public void setAge(int age) {           this.age = age;      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示

因此通常情况下,我们要判断两个对象是否相等,一定要重写 equals 方法,这就是亿华云为什么要重写 equals 方法的原因。

2.hashCode 方法

hashCode 翻译为中文是散列码,它是由对象推导出的一个整型值,并且这个值为任意整数,包括正数或负数。

需要注意的是:散列码是没有规律的。如果 x 和 y 是两个不同的对象,x.hashCode() 与 y.hashCode() 基本上不会相同;但如果 a 和 b 相等,则 a.hashCode() 一定等于 b.hashCode()。

hashCode 在 Object 中的源码如下:

public native int hashCode(); 

从上述源码可以看到,Object 中的 hashCode 调用了一个(native)本地方法,返回了一个 int 类型的整数,当然,这个整数可能是正数也可能是负数。

hashCode 使用

相等的值 hashCode 一定相同的示例: 

public class HashCodeExample {       public static void main(String[] args) {           String s1 = "Hello";          String s2 = "Hello";          String s3 = "Java";          System.out.println("s1 hashCode:" + s1.hashCode());          System.out.println("s2 hashCode:" + s2.hashCode());          System.out.println("s3 hashCode:" + s3.hashCode());      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示:

不同的值 hashCode 也有可能相同的示例: 

public class HashCodeExample {       public static void main(String[] args) {           String s1 = "Aa";          String s2 = "BB";          System.out.println("s1 hashCode:" + s1.hashCode());          System.out.println("s2 hashCode:" + s2.hashCode());      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示:

 

3.为什么要一起重写?

接下来回到本文的主题,重写 equals 为什么一定要重写 hashCode?

为了解释这个问题,我们需要从下面的这个例子入手。

3.1 Set 正常使用

Set 集合是用来保存不同对象的,相同的对象就会被 Set 合并,最终留下一份独一无二的数据。

它的正常用法如下: 

import java.util.HashSet;  import java.util.Set;  public class HashCodeExample {       public static void main(String[] args) {           Set<String> set = new HashSet();          set.add("Java");          set.add("Java");          set.add("MySQL");          set.add("MySQL");          set.add("Redis");          System.out.println("Set 集合长度:" + set.size());          System.out.println();          // 打印 Set 中的所有元素          set.forEach(d -> System.out.println(d));      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示:

从上述结果可以看出,重复的数据已经被 Set 集合“合并”了,这也是 Set 集合最大的特点:去重。

3.2 Set 集合的“异常”

然而,如果我们在 Set 集合中存储的是,只重写了 equals 方法的自定义对象时,有趣的事情就发生了,如下代码所示: 

import java.util.HashSet;  import java.util.Objects;  import java.util.Set;  public class EqualsExample {       public static void main(String[] args) {           // 对象 1          Persion p1 = new Persion();          p1.setName("Java");          p1.setAge(18);          // 对象 2          Persion p2 = new Persion();          p2.setName("Java");          p2.setAge(18);          // 创建 Set 集合          Set<Persion> set = new HashSet<Persion>();          set.add(p1);          set.add(p2);          // 打印 Set 中的所有数据          set.forEach(p -> {               System.out.println(p);          });      }  }  class Persion {       private String name;      private int age;      // 只重写了 equals 方法      @Override      public boolean equals(Object o) {           if (this == o) return true; // 引用相等返回 true          // 如果等于 null,或者对象类型不同返回 false          if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;          // 强转为自定义 Persion 类型          Persion persion = (Persion) o;          // 如果 age 和 name 都相等,就返回 true          return age == persion.age &&                  Objects.equals(name, persion.name);      }      public String getName() {           return name;      }      public void setName(String name) {           this.name = name;      }      public int getAge() {           return age;      }      public void setAge(int age) {           this.age = age;      }        @Override      public String toString() {           return "Persion{ " +                  "name=" + name + \ +                  ", age=" + age +                  };      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示:

从上述代码和上述图片可以看出,即使两个对象是相等的,Set 集合竟然没有将二者进行去重与合并。这就是重写了 equals 方法,但没有重写 hashCode 方法的问题所在。

3.3 解决“异常”

为了解决上面的问题,我们尝试在重写 equals 方法时,把 hashCode 方法也一起重写了,实现代码如下: 

import java.util.HashSet;  import java.util.Objects;  import java.util.Set;  public class EqualsToListExample {       public static void main(String[] args) {           // 对象 1          Persion p1 = new Persion();          p1.setName("Java");          p1.setAge(18);          // 对象 2          Persion p2 = new Persion();          p2.setName("Java");          p2.setAge(18);          // 创建 Set 对象          Set<Persion> set = new HashSet<Persion>();          set.add(p1);          set.add(p2);          // 打印 Set 中的所有数据          set.forEach(p -> {               System.out.println(p);          });      }  }  class Persion {       private String name;      private int age;      @Override      public boolean equals(Object o) {           if (this == o) return true; // 引用相等返回 true          // 如果等于 null,或者对象类型不同返回 false          if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;          // 强转为自定义 Persion 类型          Persion persion = (Persion) o;          // 如果 age 和 name 都相等,就返回 true          return age == persion.age &&                  Objects.equals(name, persion.name);      }      @Override      public int hashCode() {           // 对比 name 和 age 是否相等          return Objects.hash(name, age);      }      public String getName() {           return name;      }      public void setName(String name) {           this.name = name;      }      public int getAge() {           return age;      }      public void setAge(int age) {           this.age = age;      }         @Override      public String toString() {           return "Persion{ " +                  "name=" + name + \ +                  ", age=" + age +                  };      }  } 

以上程序的执行结果,如下图所示:

通过上述结果可以看出,当我们一起重写了两个方法之后,奇迹的事情又发生了,Set 集合又恢复正常了,这是为什么呢?

3.4 原因分析

出现以上问题的原因是,如果只重写了 equals 方法,那么默认情况下,Set 进行去重操作时,会先判断两个对象的 hashCode 是否相同,此时因为没有重写 hashCode 方法,所以会直接执行 Object 中的 hashCode 方法,而 Object 中的 hashCode 方法对比的是两个不同引用地址的对象,所以结果是 false,那么 equals 方法就不用执行了,直接返回的结果就是 false:两个对象不是相等的,于是就在 Set 集合中插入了两个相同的对象。

但是,如果在重写 equals 方法时,也重写了 hashCode 方法,那么在执行判断时会去执行重写的 hashCode 方法,此时对比的是两个对象的所有属性的 hashCode 是否相同,于是调用 hashCode 返回的结果就是 true,再去调用 equals 方法,发现两个对象确实是相等的,于是就返回 true 了,因此 Set 集合就不会存储两个一模一样的数据了,于是整个程序的执行就正常了。

 总结

hashCode 和 equals 两个方法是用来协同判断两个对象是否相等的,采用这种方式的原因是可以提高程序插入和查询的速度,如果在重写 equals 时,不重写 hashCode,就会导致在某些场景下,例如将两个相等的自定义对象存储在 Set 集合时,就会出现程序执行的异常,为了保证程序的正常执行,所以我们就需要在重写 equals 时,也一并重写 hashCode 方法才行。 

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