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[Java教程]java中的hashcode


  • hashcode的作用

  对于包含容器类型的程序设计语言来说,基本上都会涉及到hashCode。在Java中也一样,hashCode方法的主要作用是为了配合基于散列的集合一起正常运行,这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。

  当向集合中插入对象时,如何判别在集合中是否已经存在该对象了?也许大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较,这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据,如果采用equals方法去逐一比较,效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了,当集合要添加新的对象时,先调用这个对象的hashCode方法,得到对应的hashcode值。实际上在HashMap的具体实现中会用一个table数组保存HashMap的对象,并且在table数组中存放的Entry对象中保存着存放对象的hash值。如果table中没有该hashcode值,它就可以直接存进去,不用再进行任何比较了;如果存在该hashcode值, 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。

  更加通俗一点:Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息(比如对象的存储地址,对象的字段等)映射成一个数值,这个数值称作为散列值。可以把hashcode简单的理解为对象存储的物理地址。

  看一下HashMap的put()方法的源代码便可以很好的理解hashcode的作用了。

 1 public V put(K key, V value) { 2     if (table == EMPTY_TABLE) { 3       inflateTable(threshold); 4     } 5     if (key == null) 6       return putForNullKey(value); 7     int hash = hash(key); 8     int i = indexFor(hash, table.length); 9     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {10       Object k;11       if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {12         V oldValue = e.value;13         e.value = value;14         e.recordAccess(this);15         return oldValue;16       }17     }18 19     modCount++;20     addEntry(hash, key, value, i);21     return null;22 }

  put方法是用来向HashMap中添加新的元素,从put方法的具体实现可知,会先调用hashCode方法得到该元素的hashCode值,然后查看table中是否存在该hashCode值,如果存在则调用equals方法重新确定是否存在该元素,如果存在,则更新value值,否则将新的元素添加到HashMap中。从这里可以看出,hashCode方法的存在是为了减少equals方法的调用次数,从而提高程序效率。

  是否可以使用hashcode来判断对象是否相等呢?不同的对象可能会生成相同的hashcode值。虽然不能根据hashcode值判断两个对象是否相等,但是可以直接根据hashcode值判断两个对象不等,如果两个对象的hashcode值不等,则必定是两个不同的对象。如果要判断两个对象是否真正相等,必须通过equals方法。

  总结一下:

  1、如果调用equals方法得到的结果为true,则两个对象的hashcode值必定相等;

  2、如果equals方法得到的结果为false,则两个对象的hashcode值不一定不同;

 

 

 

  3、如果两个对象的hashcode值不等,则equals方法得到的结果必定为false;

 

 

  4、如果两个对象的hashcode值相等,则equals方法得到的结果未知。

 

  • equals方法和hashCode方法

  在设计一个类的时候,如果要重写equals方法,必须重写hashCode方法。

  下面例子说明了hashcode()和equal()方法的作用:

 1 public class Student { 2   private int id; 3   private String name; 4   public Student(int id, String name) { 5     super(); 6     this.id = id; 7     this.name = name; 8   } 9   public int getId() {10     return id;11   }12   public String getName() {13     return name;14   }15   public void setId(int id) {16     this.id = id;17   }18   public void setName(String name) {19     this.name = name;20   }21   @Override22   public boolean equals(Object obj) {23     Student student = (Student)obj;24     return this.id==student.getId()&&this.name.equals(student.getName());25   }26   27 }

 1 public class Test { 2   public static void main(String[] args) { 3     Student s1 = new Student(18, "Jack"); 4      5     System.out.println(s1.hashCode()); 6     Map<Student, String> map = new HashMap<Student,String>();  7      8     map.put(s1, "1"); 9     10     System.out.println(map.get(new Student(18, "Jack")));11   }12 }

  这段代码输出的结果为null,就是因为重写equals方法的同时忘记重写hashCode方法。hashCode方法是将对象的存储地址进行映射。上面的s1和新生成的对象是两个不同的对象,存储地址不一样,所有输出null。

  在HashMap的get()方法如下:

 

 1 public V get(Object key) { 2     if (key == null) 3       return getForNullKey(); 4     Entry<K,V> entry = getEntry(key); 5  6     return null == entry ? null : entry.getValue(); 7 } 8 final Entry<K,V> getEntry(Object key) { 9     if (size == 0) {10       return null;11     }12 13     int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);14     for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];15       e != null;16       e = e.next) {17       Object k;18       if (e.hash == hash &&19         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))20         return e;21     }22     return null;23   }

 

  可以看出在HashMap的get()方法中线比较hashcode值,如果hashcode相等,然后再进行比较equal()方法是否相等。

  所以上述例子如果想输出1,必须要重写hashcode和equal方法,并且让equals方法和hashCode方法始终在逻辑上保持一致性。

 

 

  总结一下:

  1、在程序执行期间,只要equals方法的比较操作用到的信息没有被修改,那么对这同一个对象调用多次,hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。

  2、如果两个对象根据equals方法比较是相等的,那么调用两个对象的hashCode方法必须返回相同的整数结果。

  3、如果两个对象根据equals方法比较是不等的,则hashCode方法不一定得返回不同的整数。

  另外,在设计hashCode方法和equals方法的时候,如果对象中的数据易变,则最好在equals方法和hashCode方法中不要依赖于该字段。如上面例子,学生添加一个年龄字段,如果hashcode依赖于年龄字段,那么每年对象的hashcode值是不一样的,所在HashMap的get方法就会取不到对象。

  hashcode是用来区分对象是否相等的第一步,用hashcode可以减少比较时间。不能在对象加入到Hash容器中时修改对象属性,这样会导致内存泄漏(内存中的对象不能被正常清除掉)。Hash值只能针对hash容器来说。存放在Hash容器中的对象要认真设计hashcode()方法,减少hashcode冲突,这样其底层基本上是以数组实现的,否则就会退化为链表实现。