java中hashcode和equals的区别和联系

HashSet和HashMap一直都是JDK中最常用的两个类，HashSet要求不能存储相同的对象，HashMap要求不能存储相同的键。那么Java运行时环境是如何判断HashSet中相同对象、HashMap中相同键的呢？当存储了“相同的东西”之后Java运行时环境又将如何来维护呢？
在研究这个问题之前，首先说明一下JDK对equals(Object obj)和hashcode()这两个方法的定义和规范：在Java中任何一个对象都具备equals(Object obj)和hashcode()这两个方法，因为他们是在Object类中定义的。 equals(Object obj)方法用来判断两个对象是否“相同”，如果“相同”则返回true，否则返回false。 hashcode()方法返回一个int数，在Object类中的默认实现是“将该对象的内部地址转换成一个整数返回”。接下来有两个个关于这两个方法的重要规范(我只是抽取了最重要的两个,其实不止两个)：规范1：若重写equals(Object obj)方法，有必要重写hashcode()方法，确保通过equals(Object obj)方法判断结果为true的两个对象具备相等的hashcode()返回值。说得简单点就是：“如果两个对象相同，那么他们的hashcode应该相等”。不过请注意：这个只是规范，如果你非要写一个类让equals(Object obj)返回true而hashcode()返回两个不相等的值，编译和运行都是不会报错的。不过这样违反了Java规范，程序也就埋下了BUG。规范2：如果equals(Object obj)返回false，即两个对象“不相同”，并不要求对这两个对象调用hashcode()方法得到两个不相同的数。说的简单点就是：“如果两个对象不相同，他们的hashcode可能相同”。根据这两个规范，可以得到如下推论： 1、如果两个对象equals，Java运行时环境会认为他们的hashcode一定相等。 2、如果两个对象不equals，他们的hashcode有可能相等。 3、如果两个对象hashcode相等，他们不一定equals。 4、如果两个对象hashcode不相等，他们一定不equals。
这样我们就可以推断Java运行时环境是怎样判断HashSet和HastMap中的两个对象相同或不同了。我的推断是：先判断hashcode是否相等，再判断是否equals。
测试程序如下：首先我们定义一个类，重写hashCode()和equals(Object obj)方法

然后写一个测试类，代码如下：

运行之后打印结果是：判断hashcode 判断hashcode 判断equals 2
可以看出，Java运行时环境会调用new A()这个对象的hashcode()方法。其中：打印出的第一行“判断hashcode”是第一次map.put(new A(), new Object())所打印出的。接下来的“判断hashcode”和“判断equals”是第二次map.put(new A(), new Object())所打印出来的。
那么为什么会是这样一个打印结果呢？我是这样分析的： 1、当第一次map.put(new A(), new Object())的时候，Java运行时环境就会判断这个map里面有没有和现在添加的 new A()对象相同的键，判断方法：调用new A()对象的hashcode()方法，判断map中当前是不是存在和new A()对象相同的HashCode。显然，这时候没有相同的，因为这个map中都还没有东西。所以这时候hashcode不相等，则没有

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println(“判断equals”);
return true;
}
@Override
public int hashCode() {
System.out.println(“判断hashcode”);
return 1;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();
map.put(new A(), new Object());
map.put(new A(), new Object());
System.out.println(map.size());
}
}

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println(“判断equals”);
return true;
}
@Override
public int hashCode() {
System.out.println(“判断hashcode”);
return 1;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();
map.put(new A(), new Object());
map.put(new A(), new Object());
System.out.println(map.size());
}
}

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

class A {

@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println(“判断equals”);
return true;
}

@Override
public int hashCode() {
System.out.println(“判断hashcode”);
return 1;
}
}

public class Test {

public static void main(String[] args) {
Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();
map.put(new A(), new Object());
map.put(new A(), new Object());

System.out.println(map.size());
}

} 必要再调用 equals(Object obj)方法了。参见推论4（如果两个对象hashcode不相等，他们一定不equals） 2、当第二次map.put(new A(), new Object())的时候，Java运行时环境再次判断，这时候发现了map中有两个相同的hashcode（因为我重写了A类的hashcode()方法永远都返回1），所以有必要调用equals(Object obj)方法进行判断了。参见推论3（如果两个对象hashcode相等，他们不一定equals），然后发现两个对象不equals（因为我重写了equals(Object obj)方法，永远都返回false）。 3、这时候判断结束，判断结果：两次存入的对象不是相同的对象。所以最后打印map的长度的时候显示结果是：2。

改写程序如下：

运行之后打印结果是：判断hashcode 判断hashcode 判断equals 1
显然这时候map的长度已经变成1了，因为Java运行时环境认为存入了两个相同的对象。原因可根据上述分析方式进行分析。
以上分析的是HashMap，其实HashSet的底层本身就是通过HashMap来实现的，所以他的判断原理和HashMap是一样的，也是先判断hashcode再判断equals。
所以：写程序的时候应尽可能的按规范来，不然在不知不觉中就埋下了bug！

1. ‘==’是用来比较两个变量（基本类型和对象类型）的值是否相等的，如果两个变量是基本类型的，那很容易，直接比较值就可以了。如果两个变量是对象类型的，那么它还是比较值，只是它比较的是这两个对象在栈中的引用（即地址）。对象是放在堆中的，栈中存放的是对象的引用（地址）。由此可见’==’是对栈中的值进行比较的。如果要比较堆中对象的内容是否相同，那么就要重写equals方法了。 2. Object类中的equals方法就是用’==’来比较的，所以如果没有重写equals方法，equals和==是等价的。通常我们会重写equals方法，让equals比较两个对象的内容，而不是比较对象的引用（地址）因为往往我们觉得比较对象的内容是否相同比比较对象的引用（地址）更有意义。 3. Object类中的hashCode是返回对象在内存中地址转换成的一个int值（可以就当做地址看）。所以如果没有重写hashCode方法，任何对象的hashCode都是不相等的。通常在集合类的时候需要重写hashCode方法和equals方法，因为如果需要给集合类（比如：HashSet）添加对象，那么在添加之前需要查看给集合里是否已经有了该对象，比较好的方式就是用hashCode。 4. 注意的是String、Integer、Boolean、Double等这些类都重写了equals和hashCode方法，这两个方法是根据对象的内容来比较和计算hashCode的。（详细可以查看jdk下的String.java源代码），所以只要对象的基本类型值相同，那么hashcode就一定相同。

5. equals()相等的两个对象，hashcode()一般是相等的，最好在重写equals()方法时，重写hashcode()方法； 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。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，返回的是对象的引用（地址值），而object类中的equals()方法比较的也是两个对象的引用（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。

有许多人学了很长时间的Java，但一直不明白hashCode方法的作用，我来解释一下吧。首先，想要明白hashCode的作用，你必须要先知道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。你知道它们的区别吗？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。那么这里就有一个比较严重的问题了：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。如果详细讲解哈希算法，那需要更多的文章篇幅，我在这里就不介绍了。初学者可以这样理解，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。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，它们并不一定相同上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。你当然可以不按要求去做了，但你会发现，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

下面是一个重写equals和hashcode的例子:

public class Cat
{
private String name;
private String birthday;
public Cat()
{
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setBirthday(String birthday)
{
this.birthday = birthday;
}
public String getBirthday()
{
return birthday;
}
//重写equals方法
public boolean equals(Object other)
{
if(this == other)
{
//如果引用地址相同，即引用的是同一个对象，就返回true
return true;
}
//如果other不是Cat类的实例，返回false
if(!(other instanceOf Cat))
{
return false;
}
final Cat cat = (Cat)other;
//name值不同，返回false
if(!getName().equals(cat.getName())
return false;
//birthday值不同，返回false
if(!getBirthday().equals(cat.getBirthday()))
return false;
return true;
}
//重写hashCode()方法
public int hashCode()
{
int result = getName().hashCode();
result = 29 * result + getBirthday().hashCode();
return result;
}
}

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