Java集合---HashCode的作用原理和实例解析

HashCode定义

 

1HashCode的存在主要是用于查找的快捷性,如HashtableHashMap等,HashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的;

2如果两个对象相同 equals方法一定返回true,并且这两个对象的HashCode一定相同;

3)如果对象的equals方法被重写,那么对象的HashCode也尽量重写,并且产生HashCode使用的对象,一定要和equals方法中使用的一致,否则就会违反上面提到的第2点;

4两个对象的HashCode相同,并不一定表示两个对象就相同,也就是equals方法不一定返回true,只能够说明这两个对象在散列存储结构中,如Hashtable,他们存放在同一个篮子里。

 

HashCode作用

 

Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。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 equals方法可用于保证元素不重复,但是,如果每增加一个元素就检查一次,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,就要调用1000equals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。

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。

1)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;

2)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;

3不相同的话,也就是发生了Hash key相同导致冲突的情况,那么就在这个Hash key的地方产生一个链表,将所有产生相同HashCode的对象放到这个单链表上去,串在一起(很少出现)。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。 

 

如何理解HashCode的作用:

Object角度看,JVMnew一个Object,它都会将这个Object丢到一个Hash表中去,这样的话,下次做Object比较或者取这个对象的时候(读取过程),它会根据对象的HashCode再从Hash表中取这个对象。这样做的目的是提高取对象的效率。若HashCode相同再去调用equal

HashCode实践

 

HashCode是用于查找使用的,而equals是用于比较两个对象的是否相等的。

1)例如内存中有这样的位置 

0  1  2  3  4  5  6  7    

而我有个类,这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上8个位置之一,如果不用HashCode而任意存放,那么当查找时就需要到这八个位置里挨个去找,或者用二分法一类的算法。  

但如果用HashCode那就会使效率提高很多  定义我们的HashCodeID8,比如我们的ID998的余数为1,那么我们就把该类存在1这个位置,如果ID13,求得的余数是5,那么我们就把该类放在5这个位置。依此类推。  

2)但是如果两个类有相同的HashCode,例如9除以817除以8的余数都是1也就是说,我们先通过 HashCode来判断两个类是否存放某个桶里,但这个桶里可能有很多类,那么我们就需要再通过 equals 在这个桶里找到我们要的类。  



请看下面这个例子 

[java] viewplain copy

1.  public class HashTest {    

2.      private int i;    

3.      

4.      public int getI() {    

5.          return i;    

6.      }    

7.      

8.      public void setI(int i) {    

9.          this.i = i;    

10.     }    

11.     

12.     public int hashCode() {    

13.         return i % 10;    

14.     }    

15.     

16.     public final static void main(String[] args) {    

17.         HashTest a = new HashTest();    

18.         HashTest b = new HashTest();    

19.         a.setI(1);    

20.         b.setI(1);    

21.         Set set = new HashSet();    

22.         set.add(a);    

23.         set.add(b);    

24.         System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());    

25.         System.out.println(a.equals(b));    

26.         System.out.println(set);    

27.     }    

28. }    


输出结果为:

[java] viewplain copy

1.  "code" class="java">true  

2.  false  

3.  [HashTest@1, HashTest@1"font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">    

以上这个示例,我们只是重写了HashCode方法,从上面的结果可以看出,虽然两个对象的HashCode相等,但是实际上两个对象并不是相等,因为我们没有重写equals方法,那么就会调用Object默认的equals方法,显示这是两个不同的对象。

这里我们将生成的对象放到了HashSet中,而HashSet只能够存放唯一的对象,也就是相同的(适用于equals方法)的对象只会存放一个,但是这里实际上是两个对象a,b都被放到了HashSet中,这样HashSet就失去了他本身的意义了。

下面我们继续重写equals方法:

[java] viewplain copy

1.  public class HashTest {    

2.      private int i;    

3.      

4.      public int getI() {    

5.          return i;    

6.      }    

7.      

8.      public void setI(int i) {    

9.          this.i = i;    

10.     }    

11.     

12.     public boolean equals(Object object) {    

13.         if (object == null) {    

14.             return false;    

15.         }    

16.         if (object == this) {    

17.             return true;    

18.         }    

19.         if (!(object instanceof HashTest)) {    

20.             return false;    

21.         }    

22.         HashTest other = (HashTest) object;    

23.         if (other.getI() == this.getI()) {    

24.             return true;    

25.         }    

26.         return false;    

27.     }  

28.     

29.     public int hashCode() {    

30.         return i % 10;    

31.     }    

32.     

33.     public final static void main(String[] args) {    

34.         HashTest a = new HashTest();    

35.         HashTest b = new HashTest();    

36.         a.setI(1);    

37.         b.setI(1);    

38.         Set set = new HashSet();    

39.         set.add(a);    

40.         set.add(b);    

41.         System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());    

42.         System.out.println(a.equals(b));    

43.         System.out.println(set);    

44.     }    

45. }    


输出结果如下所示。

从结果我们可以看出,现在两个对象就完全相等了,HashSet中也只存放了一份对象。

[java] viewplain copy

1.    true  

2.    true  

3.    [HashTest@1]  

 

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