Java HashSet与hashCode详解

在进入主题之前，先来扯一些前话，帮大家复习一下基础，看下面的一个例子，比如我们先定义一个Point类

public class Point {

    public int x;
    public int y;
    public Point(int x, int y) {
        super();
        this.x = x;
        this.y = y;
    }   
}

如果我们不重写它的equals方法，那么Point p1 = new Point(3,3); Point p2 = new Point(3,3); System.out.println(p1 == p2);返回的是false，因为我们比较它们是否相等是调用该类的equals方法，如果没有重写该方法，默认equals方法是比较他们的hashCode值，通常是根据内存地址换算过来的。当重写equals方法，如下：

public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Point other = (Point) obj;
        if (x != other.x)
            return false;
        if (y != other.y)
            return false;
        return true;
    }

那么p1与p2便是相等的。我们再来看下面一个例子：

ArrayList list = new ArrayList();

Point p1 = new Point(3,3);

Point p2 = new Point(3,3)

list.add(p1);

list.remove(p2);

System.out.println(list.size());

我们知道当调用ArrayList的remove方法时，它会把集合中的每个元素依次取出来与p2相比较（调用该类的equals方法），如果相等则删除。所以如果不重写equals方法，p1不等于p2，上面输出1，重写之后便输出0。

以上集合中只存入2个元素，如果存入一万个元素，并且没有包含要查找的元素，则意味着需要比较一万次。

为了提高查找元素的效率，便有了哈希算法。当我们存入一个元素时，它会根据哈希算法计算出该元素的哈希值，每个哈希值对应着一片存储区域。如下图：

简单的说我们以前要查找一个元素，需要把集合中每个元素都取出来比较，而现在在查找之前，先计算出该元素的哈希值，直接去对应哈希值所指向的区域去查找元素，这样便不用一个个比较，提高了查找效率。

HashSet就是采用哈希算法存取对象的集合，它内部采用对某个数字n进行取余的方式对哈希码进行分组和划分对象的存储区域，Object类中定义了一个hashCode()方法来返回每个Java对象的哈希码，当从HashSet集合中查找某个对象时，Java系统首先调用对象的hashCode()方法获得该对象的哈希码，然后根据哈希码找到对应的存储区域，最后取出该存储区域的每个元素与该对象进行equals()方法比较，这样不用遍历集合中所有元素就可以得到结论。

为了保证一个对象能在HashSet正常存储，要求这个类的两个实例对象用equals方法比较结果相等的同时他们的哈希码也必须相等，即当obj1.equals(obj2)为true时,那么obj1.hashCode()==obj2.hashCode()也为true（两个对象如果不重写hashCode方法，默认返回值是不同的，因为它的返回值是通过对象的内存地址推算出来的）。比如下面的例子：

public void hashsetTest(){
        HashSet hPoints = new HashSet();
        Point p1 = new Point(3, 3);
        Point p2 = new Point(3, 3);
        hPoints.add(p1);
        hPoints.add(p2);
        System.out.println(hPoints.size());

}

当没有重写hashCode()方法时，添加p1时计算出一个哈希值，放入对应的存储区域，当加入p2时，由于默认hashCode()方法返回值不同，p2就被存放另一个区域，所以输出结果为2。当重写之后：

public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + x;
        result = prime * result + y;
        return result;
    }

存入p2时，它计算出的哈希值与p1相同，就存放到p1那个区域，结果已经有一个相同的元素，所以存不进去，输出结果为1。

另外我们还需注意一点，当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不要修改这个对象中参与计算哈希值的字段了。如下例子：

public void hashsetTest(){
        HashSet hPoints = new HashSet();
        Point p1 = new Point(3, 3);
        Point p2 = new Point(4, 4);
        hPoints.add(p1);
        hPoints.add(p2);
        p1.x = 5;
        hPoints.remove(p1);
        System.out.println(hPoints.size());

}

按理说在集合中添加两个元素又删除了其中一个元素，此时应该输出结果为1，但实际上结果为2。这时因为在删除p1之前，修改了p1的y值，删除时去计算该元素的哈希值与存入时的不同，指向了另外一个区域，然后没找到相同的元素，就没有删除成功。这样就会造成内存泄漏，本以为已经删除的无用元素却仍然留在内存中。

讲到这里我相信大家都明白的hashCode的作用了。总结一下：

1.当一个对象以hashSet存取的时候，才需要重写它的hashCode方法，如果是ArrayList就没必要了，当然equals方法是都要重写的。

2.hashCode()与equals方法都用来比较两个对象是否相等，只不过HashSet为了提高比较效率，当对象存取时先比较hsahCode的值，如果不同，直接pass，如果相同，再去hashCode的值对应的区域查找元素，再用equals方法进行进一步比较。

好啦，以上就是我对hashCode的理解，如有不当之处，还请指出，我们一起学习。