为什么重写equals方法的同时也要重写hashcode方法?

参考链接:

http://www.iteye.com/problems/23334

http://www.iteye.com/topic/257191

第一个链接

首先说建议的情况:  比如你的对象想放到Set集合或者是想作为Map的key时(非散列的Set和Map,例如TreeSet,TreeMap等),那么你必须重写equals()方法,这样才能保证唯一性。当然,在这种情况下,你不想重写hashCode()方法,也没有错。但是,对于良好的编程风格而言,你应该在重写equals()方法的同时,也重写hashCode()方法。 

然后再说说必须重写hashCode()的情况: 
    如果你的对象想放进散列存储的集合中(比如:HashSet,LinkedHashSet)或者想作为散列Map(例如:HashMap,LinkedHashMap等等)的Key时,在重写equals()方法的同时,必须重写hashCode()方法。 

这里我想给楼主讲讲sun的设计者为什么需要设计hashcode方法,也许这样你就应该知道什么时候该重写它了。 
数据结构有一种为了提高查找的效率而存在的数据结构——散列表,散列表其实是普通数组概念的推广,因为可以对数组进行直接寻址,故可以再O(1)时间内访问数组的任意元素,thinking in java中有个对hashmap简单的实现,我们来看看你就明白了: 

Java代码   收藏代码
  1. //: containers/SimpleHashMap.java  
  2. // A demonstration hashed Map.  
  3. import java.util.*;  
  4. import net.mindview.util.*;  
  5.   
  6. public class SimpleHashMap extends AbstractMap {  
  7.   // Choose a prime number for the hash table  
  8.   // size, to achieve a uniform distribution:  
  9.   static final int SIZE = 997;  
  10.   // You can't have a physical array of generics,  
  11.   // but you can upcast to one:  
  12.   @SuppressWarnings("unchecked")  
  13.   LinkedList>[] buckets =  
  14.     new LinkedList[SIZE];[color=red]//List数组里每项是个List,数组下标是hashcode方法的返回值再经过散列函数得到的,相当于散列表的关键字,它亦代表着每个对象的关键字。(不能显示new一个泛型数组,但是你可以new一个泛型数组的引用,如有需要以后可以将普通数组转型为泛型数组)。[/color]  
  15.   public V put(K key, V value) {[color=red]//将这个对键值放进hashmap中。[/color]  
  16.     V oldValue = null;  
  17.     int index = Math.abs(key.hashCode()) % SIZE;[color=red]//这里就是通过散列函数对hashcode的返回值处理得到一个关键字,它代表了对象在数组里的位置,既是数组下标。[/color]  
  18.     if(buckets[index] == null)  
  19.       buckets[index] = new LinkedList>();[color=red]//如果是第一次散列到这个数组下标,那么就新生成一个LinkedList,可以看到它里面保存的是MapEntry键和值。[/color]  
  20.     LinkedList> bucket = buckets[index];[color=red]//将这个LinkedList赋值给一个bucket(桶),以后就直接在这个bucket进行操作。[/color]  
  21.     MapEntry pair = new MapEntry(key, value);  
  22.     boolean found = false;  
  23.     ListIterator> it = bucket.listIterator();  
  24.     while(it.hasNext()) {  
  25.       MapEntry iPair = it.next();  
  26.       if(iPair.getKey().equals(key)) {[color=red]//如果已经存在同一个键值,那么就更新value。[/color]  
  27.         oldValue = iPair.getValue();  
  28.         it.set(pair); // Replace old with new  
  29.         found = true;  
  30.         break;  
  31.       }  
  32.     }  
  33.     if(!found)  
  34.       buckets[index].add(pair);[color=red]//如果是一个新的键值,那么直接添加到这个LinkedList中。[/color]  
  35.     return oldValue;  
  36.   }  
  37.   public V get(Object key) {[color=red]//看hashmap是如何凭借hashcode方法快速定位到键值。[/color]  
  38.     int index = Math.abs(key.hashCode()) % SIZE;[color=red]//与put方法中的作用一样,生成数组下标,因为我存的时候就是存到这个地方的,那么我取的时候直接访问buckets[index]。[/color]  
  39.     if(buckets[index] == nullreturn null;[color=red]//直接访问这个数组下标的LinkedList,如果为null,则返回。[/color]  
  40.     for(MapEntry iPair : buckets[index])[color=red]//为什么要用LinkedList,因为hashcode方法产生的散列码不能完全确定一个对象,也就是说会和其他对象发生“碰撞”,即散列到同一个数组下标,解决这个问题的组号办法就是定义一个List把它们保存起来,但是在这个List中,我们必须保证能用equals方法确定对象的身份,这也就是为什么很多人说hashcode()相等,equals()不一定相等,而equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等。所以这里要直接在LinkedList执行线性查找。[/color]  
  41.       if(iPair.getKey().equals(key))  
  42.         return iPair.getValue();  
  43.     return null;  
  44.   }  
  45.   public Set> entrySet() {  
  46.     Set> set= new HashSet>();  
  47.     for(LinkedList> bucket : buckets) {  
  48.       if(bucket == nullcontinue;  
  49.       for(MapEntry mpair : bucket)  
  50.         set.add(mpair);  
  51.     }  
  52.     return set;  
  53.   }  
  54.   public static void main(String[] args) {  
  55.     SimpleHashMap m =  
  56.       new SimpleHashMap();  
  57.     m.putAll(Countries.capitals(25));  
  58.     System.out.println(m);  
  59.     System.out.println(m.get("ERITREA"));  
  60.     System.out.println(m.entrySet());  
  61.   }  
  62. /* Output: 
  63. {CAMEROON=Yaounde, CONGO=Brazzaville, CHAD=N'djamena, COTE D'IVOIR (IVORY COAST)=Yamoussoukro, CENTRAL AFRICAN REPUBLIC=Bangui, GUINEA=Conakry, BOTSWANA=Gaberone, BISSAU=Bissau, EGYPT=Cairo, ANGOLA=Luanda, BURKINA FASO=Ouagadougou, ERITREA=Asmara, THE GAMBIA=Banjul, KENYA=Nairobi, GABON=Libreville, CAPE VERDE=Praia, ALGERIA=Algiers, COMOROS=Moroni, EQUATORIAL GUINEA=Malabo, BURUNDI=Bujumbura, BENIN=Porto-Novo, BULGARIA=Sofia, GHANA=Accra, DJIBOUTI=Dijibouti, ETHIOPIA=Addis Ababa} 
  64. Asmara 
  65. [CAMEROON=Yaounde, CONGO=Brazzaville, CHAD=N'djamena, COTE D'IVOIR (IVORY COAST)=Yamoussoukro, CENTRAL AFRICAN REPUBLIC=Bangui, GUINEA=Conakry, BOTSWANA=Gaberone, BISSAU=Bissau, EGYPT=Cairo, ANGOLA=Luanda, BURKINA FASO=Ouagadougou, ERITREA=Asmara, THE GAMBIA=Banjul, KENYA=Nairobi, GABON=Libreville, CAPE VERDE=Praia, ALGERIA=Algiers, COMOROS=Moroni, EQUATORIAL GUINEA=Malabo, BURUNDI=Bujumbura, BENIN=Porto-Novo, BULGARIA=Sofia, GHANA=Accra, DJIBOUTI=Dijibouti, ETHIOPIA=Addis Ababa] 
  66. *///:~  

怎样?现在应该知道hashcode方法的作用了吧,它就是用来提高效率的,有句话说得好:为速度而散列。因为散列的Set和Map是基于hashcode方法来查找对象的,所以你在使用这些类的时候一定要覆盖hashcode方法,而非散列的Set和Map,例如TreeSet,TreeMap等,它们只需equals方法就可以唯一确定对象的身份。这样说,想必已经很清楚了吧。



第二个链接

1. 首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的。 
equals()方法在object类中定义如下: 
  public boolean equals(Object obj) { 
return (this == obj); 

很明显是对两个对象的地址值进行的比较(即比较引用是否相同)。但是我们必需清楚,当String 、Math、还有Integer、Double。。。。等这些封装类在使用equals()方法时,已经覆盖了object类的equals()方法。比如在String类中如下: 
  public boolean equals(Object anObject) { 
if (this == anObject) { 
    return true; 

if (anObject instanceof String) { 
    String anotherString = (String)anObject; 
    int n = count; 
    if (n == anotherString.count) { 
char v1[] = value; 
char v2[] = anotherString.value; 
int i = offset; 
int j = anotherString.offset; 
while (n-- != 0) { 
    if (v1[i++] != v2[j++]) 
return false; 

return true; 
    } 

return false; 

很明显,这是进行的内容比较,而已经不再是地址的比较。依次类推Double、Integer、Math。。。。等等这些类都是重写了equals()方法的,从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较,这个没有什么好说的。 
我们还应该注意,Java语言对equals()的要求如下,这些要求是必须遵循的: 
• 对称性:如果x.equals(y)返回是“true”,那么y.equals(x)也应该返回是“true”。 
• 反射性:x.equals(x)必须返回是“true”。 
• 类推性:如果x.equals(y)返回是“true”,而且y.equals(z)返回是“true”,那么z.equals(x)也应该返回是“true”。 
• 还有一致性:如果x.equals(y)返回是“true”,只要x和y内容一直不变,不管你重复x.equals(y)多少次,返回都是“true”。 
• 任何情况下,x.equals(null),永远返回是“false”;x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”。 
以上这五点是重写equals()方法时,必须遵守的准则,如果违反会出现意想不到的结果,请大家一定要遵守。 
2. 其次是hashcode() 方法,在object类中定义如下: 
  public native int hashCode(); 
说明是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的。当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法,比如String、Integer、Double。。。。等等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。例如在String类中定义的hashcode()方法如下: 
    public int hashCode() { 
int h = hash; 
if (h == 0) { 
    int off = offset; 
    char val[] = value; 
    int len = count; 

            for (int i = 0; i < len; i++) { 
                h = 31*h + val[off++]; 
            } 
            hash = h; 
        } 
        return h; 

解释一下这个程序(String的API中写到): 
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1] 
使用 int 算法,这里 s[i] 是字符串的第 i 个字符,n 是字符串的长度,^ 表示求幂。(空字符串的哈希码为 0。) 

3.这里我们首先要明白一个问题: 
equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等; 
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。(我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的)。 
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。解释下第3点的使用范围,我的理解是在object、String等类中都能使用。在object类中,hashcode()方法是本地方法,返回的是对象的地址值,而object类中的equals()方法比较的也是两个对象的地址值,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;在String类中,equals()返回的是两个对象内容的比较,当两个对象内容相等时, 
Hashcode()方法根据String类的重写(第2点里面已经分析了)代码的分析,也可知道hashcode()返回结果也会相等。以此类推,可以知道Integer、Double等封装类中经过重写的equals()和hashcode()方法也同样适合于这个原则。当然没有经过重写的类,在继承了object类的equals()和hashcode()方法后,也会遵守这个原则。 

4.谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用,具体是怎样呢,请看如下分析: 
Hashset是继承Set接口,Set接口又实现Collection接口,这是层次关系。那么hashset是根据什么原理来存取对象的呢? 
在hashset中不允许出现重复对象,元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢?这就是问题的关键所在,经过一下午的查询求证终于获得了一点启示,和大家分享一下,在java的集合中,判断两个对象是否相等的规则是: 
1),判断两个对象的hashCode是否相等 
      如果不相等,认为两个对象也不相等,完毕 
      如果相等,转入2) 
(这一点只是为了提高存储效率而要求的,其实理论上没有也可以,但如果没有,实际使用时效率会大大降低,所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。) 
2),判断两个对象用equals运算是否相等 
      如果不相等,认为两个对象也不相等 
      如果相等,认为两个对象相等(equals()是判断两个对象是否相等的关键) 
为什么是两条准则,难道用第一条不行吗?不行,因为前面已经说了,hashcode()相等时,equals()方法也可能不等,所以必须用第2条准则进行限制,才能保证加入的为非重复元素。 
比如下面的代码: 

public static void main(String args[]){ 
String s1=new String("zhaoxudong"); 
String s2=new String("zhaoxudong"); 
System.out.println(s1==s2);//false 
System.out.println(s1.equals(s2));//true 
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode() 
System.out.println(s2.hashCode()); 
Set hashset=new HashSet(); 
hashset.add(s1); 
hashset.add(s2); 
/*实质上在添加s1,s2时,运用上面说到的两点准则,可以知道hashset认为s1和s2是相等的,是在添加重复元素,所以让s2覆盖了s1;*/ 
Iterator it=hashset.iterator(); 
            while(it.hasNext()) 
            { 
             System.out.println(it.next()); 
            } 
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。 
输出结果为:false 
            true 
            -967303459 
            -967303459 
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法,所以在根据上面的第1.2条原则判定时,hashset认为它们是相等的对象,进行了重复添加。 
但是看下面的程序: 
import java.util.*; 
public class HashSetTest 

   public static void main(String[] args) 
    { 
                 HashSet hs=new HashSet(); 
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
                 hs.add(new Student(2,"lisi")); 
                 hs.add(new Student(3,"wangwu")); 
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
  
                 Iterator it=hs.iterator(); 
                 while(it.hasNext()) 
                 { 
                        System.out.println(it.next()); 
                 } 
     } 

class Student 
   { 
     int num; 
     String name; 
     Student(int num,String name) 
                { 
                this.num=num; 
                 this.name=name; 
                 } 
              public String toString() 
                { 
                    return num+":"+name; 
                 } 
           }      
输出结果为: 
                      1:zhangsan 
                   1:zhangsan 
                   3:wangwu 
                   2:lisi 
问题出现了,为什么hashset添加了相等的元素呢,这是不是和hashset的原则违背了呢?回答是:没有 
因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,"zhangsan")对象进行比较时,生成的是不同的哈希码值,所以hashset把他当作不同的对象对待了,当然此时的equals()方法返回的值也不等(这个不用解释了吧)。那么为什么会生成不同的哈希码值呢?上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗?原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法,所以在比较时,是继承的object类中的hashcode()方法,呵呵,各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧!! 
它是一个本地方法,比较的是对象的地址(引用地址),使用new方法创建对象,两次生成的当然是不同的对象了(这个大家都能理解吧。。。),造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则,hashset会把它们当作不同的对象对待,自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢?? 
答案是:在Student类中重新hashcode()和equals()方法。 
例如: 
  class Student 

int num; 
String name; 
Student(int num,String name) 

            this.num=num; 
            this.name=name; 

public int hashCode() 

            return num*name.hashCode(); 

public boolean equals(Object o) 

            Student s=(Student)o; 
            return num==s.num && name.equals(s.name); 

public String toString() 

            return num+":"+name; 


根据重写的方法,即便两次调用了new Student(1,"zhangsan"),我们在获得对象的哈希码时,根据重写的方法hashcode(),获得的哈希码肯定是一样的(这一点应该没有疑问吧)。 
当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。所以运行修改后的程序时,我们会发现运行结果是: 
                      1:zhangsan 
                   3:wangwu 
                   2:lisi 
可以看到重复元素的问题已经消除。 
关于在hibernate的pojo类中,重新equals()和hashcode()的问题: 
1),重点是equals,重写hashCode只是技术要求(为了提高效率) 
2),为什么要重写equals呢,因为在java的集合框架中,是通过equals来判断两个对象是否相等的 
3),在hibernate中,经常使用set集合来保存相关对象,而set集合是不允许重复的。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则,前面说了两条,其实只要重写equals()这一条也可以。 
但当hashset中元素比较多时,或者是重写的equals()方法比较复杂时,我们只用equals()方法进行比较判断,效率也会非常低,所以引入了hashcode()这个方法,只是为了提高效率,但是我觉得这是非常有必要的(所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断)。 
比如可以这样写: 
public int hashCode(){ 
   return  1;}//等价于hashcode无效 
这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断,因为每个对象返回的哈希码都是1,每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复,这当然会引起效率的大大降低。 
我有一个问题,如果像前面提到的在hashset中判断元素是否重复的必要方法是equals()方法(根据网上找到的观点),但是这里并没有涉及到关于哈希表的问题,可是这个集合却叫hashset,这是为什么?? 
我想,在hashmap,hashtable中的存储操作,依然遵守上面的准则。所以这里不再多说。这些是今天看书,网上查询资料,自己总结出来的,部分代码和语言是引述,但是千真万确是自己总结出来的。有错误之处和不详细不清楚的地方还请大家指出,我也是初学者,所以难免会有错误的地方,希望大家共同讨论。

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