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這幾天在嘗試手?jǐn)]一個類似Lombok的注解式代碼生成工具，用過Lombok的小伙伴知道，Lombok可以通過注解自動幫我們生產(chǎn)equals()和hashCode()方法，因此我也想實(shí)現(xiàn)這個功能，但是隨著工作的深入，我發(fā)現(xiàn)其實(shí)自己對于equals()和hashCode()的理解，也處在一個很低級的階段。

因此痛定思痛，進(jìn)行了一番深入學(xué)習(xí)，才敢來寫這篇博客。

1、equals在Java中含義

首先要解釋清楚這個，equals方法在Java中代表邏輯上的相等，什么叫邏輯上的相等？這個就涉及到Java本身的語法特性。

我們知道，Java中存在著==來判斷基本數(shù)據(jù)類型的相等，但是對于對象，==只能判斷內(nèi)存地址是否相等，也就是說是否是同一個對象：

int a = 10000; int b = 10000; // 對于基本數(shù)據(jù)類型， == 可以判斷邏輯上的相等 System.out.println(a == b); Integer objA = 10000; Integer objB = 10000; Integer objA1 = objA; // 對于類實(shí)例， == 只能判斷是否為同一個實(shí)例（可以視為內(nèi)存地址是否相等） System.out.println(objA == objB); System.out.println(objA == objA1);

注：這里我們不討論Integer對于-128~127的緩存機(jī)制。

結(jié)果顯而易見：

但是明明?objA和objB邏輯上是相等的，憑什么你就返回false？這時就誕生了一種需求，對于Java中的對象，要判斷邏輯相等，該怎么實(shí)現(xiàn)呢，于是就出現(xiàn)了equals()方法。

Integer objA = 10000; Integer objB = 10000; Integer objA1 = objA; // 對于對象實(shí)例， equals 可以判斷兩個對象是否邏輯相等 System.out.println(objA.equals(objB));

Integer類已經(jīng)重寫了equals()方法，所以結(jié)果也顯而易見：

因此如果我們自己創(chuàng)建一個類的話，?要實(shí)現(xiàn)判斷兩個實(shí)例邏輯上是否相等，就需要重寫他的equals()方法。

// 重寫了equals方法的類 static class GoodExample {private String name;private int age;public GoodExample(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) returntrue;if (o == null || getClass() != o.getClass()) returnfalse;GoodExample that = (GoodExample) o;return age == that.age && Objects.equals(name, that.name);}}// 沒有重寫euqals方法的類 static class BadExample {private String nakeName;private int age;public BadExample(String nakeName, int age) {this.nakeName = nakeName;this.age = age;} }public static void main(String[] args) {System.out.println(new GoodExample("Richard", 36).equals(new GoodExample("Richard", 36)));System.out.println(new BadExample("Richard", 36).equals(new BadExample("Richard", 36))); }

相信你已經(jīng)知道結(jié)果是什么了：

2、hashCode在Java中的作用

網(wǎng)上有很多博客都把hashCode()和equals()混為一談，但實(shí)際上hashCode()就是他的字面意思，代表這個對象的哈希碼。

但是為什么JavaDoc明確的告訴我們，hashCode()和equals()要一起重寫呢？原因是因?yàn)?#xff0c;在Java自帶的容器HashMap和HashSet中，都需同時要用到對象的hashCode()和equals()方法來進(jìn)行判斷，然后再插入刪除元素，這點(diǎn)我們一會再談。

那么我們還是單獨(dú)來看hashCode()，為什么HashMap需要用到hashCode？這個就涉及到HashMap底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) – 散列表的原理：

HashMap底層用于存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)其實(shí)是散列表（也叫哈希表），散列表是通過哈希函數(shù)將元素映射到數(shù)組指定下標(biāo)位置，在Java中，這個哈希函數(shù)其實(shí)就是hashCode()方法。

舉個例子：

HashMap<String,GoodExample> map = new HashMap<>(); map.put("cringkong",new GoodExample("jack",10)); map.put("cricy",new GoodExample("lisa",12)); System.out.println(map.get("cricy"));

在存入HashMap的時候，HashMap會用字符串"cringkong"和"cricy"的hashCode()去映射到數(shù)組指定下標(biāo)位置，至于怎么去映射，我們一會再說。

好了，現(xiàn)在我們明白了hashCode()為什么被設(shè)計(jì)出來，那么我們來進(jìn)行一個實(shí)驗(yàn)：

// 科學(xué)設(shè)計(jì)了hashCode的類 static class GoodExample {private String name;private int age;public GoodExample(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);} }// 不科學(xué)的hashCode寫法 static class BadExample {private String nakeName;private int age;public BadExample(String nakeName, int age) {this.nakeName = nakeName;this.age = age;}@Overridepublic int hashCode() {// 這里我們沒有用return nakeName.hashCode();} }

這里我們存在兩個類，GoodExample類通過類全部字段進(jìn)行hash運(yùn)算得到hashCode，而BadExample只通過類的一個字段進(jìn)行hash運(yùn)算，我們來看一下得到的結(jié)果：

System.out.println(new GoodExample("李老三", 22).hashCode()); System.out.println(new GoodExample("李老三", 42).hashCode()); System.out.println(new BadExample("王老五", 50).hashCode()); System.out.println(new BadExample("王老五", 25).hashCode());

可以看到，GoodExample的hashCode()標(biāo)明了22歲和42歲的李老三是不同的，而BadExample卻認(rèn)為50歲和25歲的王老五沒什么區(qū)別。

那么也就是說在HashMap中，兩個李老三會被放到不同的數(shù)組下標(biāo)位置中，而兩個王老五會被放到同一個數(shù)組下標(biāo)位置上。

PS : hashCode相等的兩個對象不一定邏輯相等，邏輯相等的兩個對象hashCode必須相等！

3、為什么hashCode和equals要一起重寫

剛剛我們知道，equals()是用來判斷對象是否邏輯相等，hashCode()就是獲得一個對象的hash值，同時再HashMap中用來得到數(shù)組下標(biāo)位置。

那么為什么很多地方都說到，hashCode()和equals()要一起重寫呢？明明通過對象hashCode就可以定位數(shù)組下標(biāo)了啊，那我們直接用把對象存進(jìn)去取出來不就行了嗎？

答案是這樣的：設(shè)計(jì)再良好的哈希函數(shù)，也會出現(xiàn)哈希沖突的情況，什么是哈希沖突呢？舉個例子來說，我設(shè)計(jì)了這樣一種哈希函數(shù)：

/** * 硬核哈希函數(shù)，哈希規(guī)則是 傳入的字符串的首位字符轉(zhuǎn)換成ASCII值 * * @param string 需要哈希的字符串 * @return 字符串的哈希值 */ private static int hardCoreHash(String string) {return string.charAt(0); }

我們來測試一下硬核哈希函數(shù)的哈希效果：

System.out.println(hardCoreHash("fish")); System.out.println(hardCoreHash("cat")); System.out.println(hardCoreHash("fuck"));

可以看到，?"fish" 和 "fuck"出現(xiàn)了哈希沖突，這是我們不想看到的，一旦出現(xiàn)了哈希沖突，我們的哈希表就需要解決哈希沖突，一般解方式有：

• 開發(fā)定址法（線性探測再散列，二次探測再散列，偽隨機(jī)探測再散列）

• 再哈希法

• 鏈地址法

• 建立一個公共溢出區(qū)

這都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課本上的東西，我就不再細(xì)講了，不懂的同學(xué)自行搜索！

就像我之前說的，設(shè)計(jì)再精良的哈希函數(shù)，也會有哈希沖突的情況出現(xiàn)，Java中的hashCode()本身就是一種哈希函數(shù)，必然會出現(xiàn)哈希沖突，更怕一些程序員寫出某些硬核哈希函數(shù)。

既然存在哈希沖突，我們就得解決，HashMap采用的是鏈地址法來解決：(偷張圖…

這里就存在一種極端情況，如何判斷是究竟是兩個?邏輯相等的對象重復(fù)寫入，還是兩個邏輯不等的對象出現(xiàn)了哈希沖突呢？

很簡單，用equals()方法判斷不就完事了嗎，我們之前說了，equals()方法就是用來設(shè)計(jì)判斷兩個對象是否邏輯相等的啊！

我們來看一段HashCode簡單的取出key對應(yīng)value的源碼：

意思很簡單，先判斷這key的?hashCode是否相等，如果不相等，說明key和數(shù)組中對象一定邏輯不相等，就不用再判斷了，如果相等，就繼續(xù)判斷是否邏輯相等，從而確定究竟是出現(xiàn)了哈希沖突，還是確實(shí)就是要取這個key的對應(yīng)的值。

所以說到這里，你應(yīng)該明白為什么千叮嚀萬囑咐equals()和hashCode()要一塊重寫了吧。如果這個類的對象要作為HashMap的key，或者要存入HashSet，是必兩個方法都要重寫的，其他情況可以自行斟酌，但是為了安全方便不出錯，就直接一塊重寫了吧。

4、擴(kuò)展：實(shí)現(xiàn)科學(xué)的哈希函數(shù)

說的科學(xué)的哈希函數(shù)，就不得不說經(jīng)典的字符串哈希函數(shù)：DJB hash function俗稱Times33的哈希函數(shù)：

unsigned int time33(char *str){unsignedint hash = 5381;while(*str){hash += (hash << 5 ) + (*str++);}return (hash & 0x7FFFFFFF); }

這個函數(shù)的實(shí)現(xiàn)思路，就是不斷地讓當(dāng)前的哈希值乘33（左移5位相當(dāng)于乘上32，然后加上原值相當(dāng)于乘上33），再加上字符串當(dāng)前位置的值（ASCII），然后哈希值進(jìn)入下一輪迭代，直到字符串的最后一位，迭代完成返回哈希值。

為什么說他科學(xué)？因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)驗(yàn)，這種方式的出來哈希值分布比較均勻，就是最小可能性出現(xiàn)哈希沖突，同時計(jì)算速度也比較快。

至于初始值5381怎么來的？也是實(shí)驗(yàn)找到的比較科學(xué)的一個數(shù)。（怎么感覺說的跟廢話一樣？）

那么Java中的hashCode()有沒有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)呢？當(dāng)然有：

// Object類中的hashCode函數(shù)，是一個native方法，JVM實(shí)現(xiàn) public native int hashCode();

Object類作為所有類的父類，實(shí)現(xiàn)了native方法，是一個本地方法，JVM實(shí)現(xiàn)我們看不到。

而String類，則默認(rèn)重寫了hashCode方法，我們看一下實(shí)現(xiàn)：

public int hashCode() {// 初始值是0int h = hash;if (h == 0 && value.length > 0) {char val[] = value;// 31作為乘子，是不是應(yīng)該叫Timers31呢?for (int i = 0; i < value.length; i++) {h = 31 * h + val[i];}hash = h;}return h; }

可以看到，Java選擇了31作為乘子，這也是有他的道理的，根據(jù) Effective Java所說：

選擇數(shù)字31是因?yàn)樗且粋€奇質(zhì)數(shù)，如果選擇一個偶數(shù)會在乘法運(yùn)算中產(chǎn)生溢出，導(dǎo)致數(shù)值信息丟失，因?yàn)槌硕喈?dāng)于移位運(yùn)算。選擇質(zhì)數(shù)的優(yōu)勢并不是特別的明顯，但以往的哈希算法都這樣做。同時，數(shù)字31有一個很好的特性，即乘法運(yùn)算可以被移位和減法運(yùn)算取代，來獲取更好的性能：31 * i == (i << 5) - i，現(xiàn)代的 Java 虛擬機(jī)可以自動的完成這個優(yōu)化。

總結(jié)一下其實(shí)就是兩點(diǎn)原因：

奇質(zhì)數(shù)作為哈希運(yùn)算中的乘法因子，得到的哈希值效果比較好（分布均勻）

JVM對于位運(yùn)算的優(yōu)化，最后選擇31是因?yàn)樗俣缺容^快

說這么多，還是實(shí)驗(yàn)出來的結(jié)果，Java開發(fā)人員認(rèn)為這個數(shù)比較適合JVM平臺。

當(dāng)然也有大哥做了實(shí)驗(yàn)：科普：為什么 String hashCode 方法選擇數(shù)字31作為乘子

有興趣的小伙伴可以去看看。

而且Java本身也提供了一個工具類，就是之前我用到的java.util.Objects.hash()方法，我們來下他的實(shí)現(xiàn)方式：

public static int hashCode(Object a[]) {
if (a == null)
return0;

int result = 1;

// 對于傳入的所有對象都進(jìn)行一次Timers31
for (Object element : a)
// 同時用到了每個對象的hashCode()方法
result = 31 * result + (element == null ? 0 : element.hashCode());

return result;
}

總體思路還是一樣的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于 equals 和 hashCode，看这一篇真的够了！的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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