hashCode and equals in map

问题描述

一道来自Java官方twitter的问题。风格很像目前国内各大互联网公司的笔试题。

public class MapEqualsChallenge {

    public static void main(String[] args) {
        Map map = new LinkedHashMap<>();

        map.put(new Stark("Arya"), "1");
        map.put(new Stark("Ned"), "2");
        map.put(new Stark("Sansa"), "3");
        map.put(new Stark("Bran"), "4");
        map.put(new Stark("Jaime"), "5");

        map.forEach((key, value) -> System.out.println(value));
    }

    static class Stark {

        String name;

        public Stark(String name) {
            this.name = name;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            return ((Stark) obj).name.length() == this.name.length();
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return 4000 << 2 * 2000 / 10000;
        }
    }
}

挺有意义的一道题，绝对是学习equals和hashcode的经典案例，为官方社区点个赞。

分析

Java 集合

这是一个有关Java集合的关系图，最初觉得这个好复杂，但是现在再去看看，其实也很简单。

Collection和Map接口都是我们常用的，这个图有一点问题，在JDK的源码中，Map和Collection毫无关系。

List：强调数据在集合中的位置。

Set：强调集合中元素不允许重复。

Map：强调集合中的元素根据key来查询。

如果你不明白三者的区别与联系，请看《Head First Java 第二版》557页，书中用图示对三者进行了详细的阐述。

LinkedHashMap

之前研究过HashMap和ConcurrentHashMap(线程安全的HashMap)，这个LinkedHashMap倒是第一次见。

LinkedHashMap继承自HashMap，二者区别不大。

存放数据，根据key计算哈希值，然后根据哈希值计算该元素应当存储在数组中的位置，如果hash冲突，并且不是一个对象，则用链表处理。

HashMap实现的是单向链表，LinkedHashMap实现的是双向链表。

hashCode

这是源码中计算哈希值的方法，先取对象的哈希值，然后再进行相应的处理。

所以再去看put过程：key是一个对象，然后LinkedHashMap会调用key的hashCode方法。

map.put(new Stark("Arya"), "1");

我们可能一看这个hashCode方法就吓蒙了，这怎么算啊？其实我们完全没必要去计算这个表达式，这是个常量表达式，所以不管new出来多少个对象，哈希值都是一样的。再去调用LinkedHashMap的hash方法，返回值也是一样。

@Override
public int hashCode() {
    return 4000 << 2 * 2000 / 10000;
}

先不去管到底是双向链表还是单向链表，反正哈希值相同，这些个键值对肯定在一个链表上。

map.put(new Stark("Arya"), "1");

执行第一行代码，插入key为Arya对象，value为1的节点对象。

equals

map.put(new Stark("Ned"), "2");

放入第二个元素，再计算哈希值，发现与第一个节点key的哈希值相同。

如果两个对象的哈希值相等，则这两个对象有可能相等；如果两个对象的哈希值不相等，那这两个对象肯定不相等。

哈希值相等，然后用equals方法判断两个对象是否相等。

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    return ((Stark) obj).name.length() == this.name.length();
}

重写过的equals是根据对象名字的长度来判等的，如果两个对象名字长度相等，那就认为是同一对象。

Arya与Ned长度不相等，所以LinkedHashMap认为这是两个对象，再去新建一个Node，指过去。

注意：这里有一个插入的位置问题，到底是在链表头部插新节点还是在尾部插新节点？据说面试官还考过？

答案是：在Java8之前，是在头部插入节点；在Java8中，是在尾部插入节点。

文章链接：HashMap到底是插入链表头部还是尾部

map.put(new Stark("Sansa"), "3");

又来一个，哈希值相等，名字长度为5，没有一样的key，再插一个新节点。

覆盖

map.put(new Stark("Bran"), "4");

又来一个，哈希值相等，长度为4，与Arya 1是相等的，直接将原节点的值覆盖。由1修改为4。

map.put(new Stark("Jaime"), "5");

第五个，哈希值相等，长度为5，与Sansa 3相等，覆盖，由3修改为5。

结果

分析了一大堆，切换到IDE中运行，与预期结果一致。

总结

学然后知不足，教然后知困！

之前觉得自己对HashMap还是听明白的，但当自己去画各种示意图时，发现还有很多细节去需要学习。