自定义对象作为HashMap的Key

这个问题在很多面试者面试时都会被提及,本人也是最近在看effective java第九条:覆盖equals时总要覆盖hashcode回想到了当初面试时也被问到了这个问题.于是动手写了几行代码,还真发现了一些小的问题,所以拿出来分享一下!

首先我们自定义一个学生对象,它有姓名和年龄两个字段.

class Student{
	public String name;
	public Integer age;
	
	Student(String name,Integer age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object o) {
		//return true;
		if(o==this)
			return true;
			if(!(o instanceof Student))
				return false;
			Student s = (Student)o;
		return s.name.equals(name)&&s.age.equals(age);
	}
	
	@Override
	public int hashCode() {
		int result = 17;
		result = 31 * result + name.hashCode();
		result = 31 * result + age;
		return result;
	}
}

(PS)上面的代码是一个能作为hashMap的key对象的完整代码.包括重写了equals方法和hashCode方法.在重写equals方法时我还遇到了一个麻烦事,一开始我是下面这样写的:

@Override
	public boolean equals(Object o) {
		//***********
		return s.name.equals(name)&&s.age==age;
	}

相信都能找到原因,age是Integer对象而不是int所以比较的是地址值,于是乎无论如何都不能得到我想要的结果.

然后我们接着把对象装入HashMap结构中,并取出,看是否能够成功?

static void demo2(){
		Map map = new HashMap();		
		long l1 = System.currentTimeMillis();
		for(int i = 0;i<10000;i++){
			map.put(new Student("dy"+i, i), ""+i);
		}
		long l2 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(map.get(new Student("dy9999",9999)));
		long l3 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println((l2-l1));
		System.out.println((l3-l2));
	}

结果如下:

9999
8
0

已经成功了!

那么可能有点新的问题了!那就是Student对象的hashCode方法是怎么实现的呢?equals方法大家都会重写.那么究竟怎么一个算法能让不同的对象具有不同的散列值呢?下面这段描述摘抄自effective java给我们的建议:

1.把某个非零的常数值,比如说17(一个你喜欢的数字),保存在一个名为result的int类型的变量中.

2.对于对象中每个关键域(指equals方法中涉及的每个域),完成以下步骤:

      a.为该域计算int类型的散列码c:

         i.如果该域是boolean类型,则计算(f?1:0)

         ii.如果该域是byte,char,short或者int类型,则计算(int)f.

         iii.如果该域是long类型,则计算(int)(f^(f>>>32)).

         iv.如果该域是float类型,则计算Float.floatToIntBits(f).

         v.如果该域是double类型,则计算Double.doubleToLongBits(f),然后按照步骤2.a.iii,为得到的long类型值计算散列值.

         vi.如果该域是一个对象引用,并且该类的equals方法通过递归地调用equals的方式来比较这个域,则同样为这个域递归地调用hashCode.如果需要更加复杂的比较,则为这个域计算一个"范式",然后针对这个范式调用hashCode.如果这个域的值为null,则返回0(或者其他某个常数,但通常是0).

         vii.如果该域是一个数组,则要把每一个元素当做单独的域来处理.也就是说,递归地应用上述规则,对每个重要的元素计算一个散列码,然后根据步骤2.b中的做法把这些散列值组合起来.如果数组域中的每个元素都很重要,可以利用发行版本1.5中增加的其中一个Arrays.hashCode方法.

     b.按照下面的公式,把步骤2.a中计算得到的散列码c合并到result中:

     result = 31 * result +c;

3.返回result

当然如果我们不重写hashCode方法会出现什么情况呢?请看:

null
8
0

返回结果为null,因为Student类没有重写hashCode方法,从而导致两个相等的实例具有不相等的散列码,违反了hashCode的约定.因此put方法把对象放在一个散列桶中,而get方法却在另一个散列桶中取值.即使这两个实例恰好被放在同一个散列桶中,get方法也必定会返回null,因为HashMap有一项优化,可以将与每个相关联的散列码缓存起来,如果散列码不匹配,也不必检查对象的等同性!这正说明了effective java第九条:覆盖equals方法时总要覆盖hashCode.但是现在又有一个问题了,如果我重写的hashCode代码如下会如何呢?

	@Override
	public int hashCode() {
		/*int result = 17;
		result = 31 * result + name.hashCode();
		result = 31 * result + age;*/
		return 32;
	}

运行的结果如下:

9999
2305
1

可以看到的是,由于每个对象都具有相同的散列值,因此,每个对象都被映射到同一个散列桶中,使散列表退化为链表,它使得本该线性时间运行的程序变成了以平方级时间在运行.

关于对象实现Compareable接口可以参考这篇文章(Java 8 HashMap键与Comparable接口).