这篇文章主要介绍了Java中怎么重写及应用hashCode的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Java中怎么重写及应用hashCode文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。
回顾equals方法
我们先回顾一下 Object的equals方法 实现,并简单汇总一下使用equals
方法的规律。
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj);}
通过上面Object
的源代码,可以得出一个结论:如果一个类未重写equals
方法,那么本质上通过“==”和equals
方法比较的效果是一样的,都是比较两个对象的的内存地址。
前面两篇文章讲到String
和Integer
在比较时的区别,关键点也是它们对equals
方法的实现。
面试时总结一下就是:默认情况下,从Object
类继承的equals
方法与“==”完全等价,比较的都是对象的内存地址。但我们可以重写equals
方法,使其按照需要进行比较,如String
类重写了equals
方法,比较的是字符的序列,而不再是内存地址。
与hashCode方法的关系
那么equals
方法与hashCode
方法又有什么关系呢?我们来看Object上equals
方法的一段注释。
Note that it is generally necessary to override the hashCode method whenever this method is overridden, so as to maintain the general contract for the hashCode method, which states that equal objects must have equal hash codes.
大致意思是:当重写equals
方法后有必要将hashCode
方法也重写,这样做才能保证不违背hashCode
方法中“相同对象必须有相同哈希值”的约定。
此处只是提醒了我们重写hashCode
方法的必要性,那其中提到的hashCode
方法设计约定又是什么呢?相关的内容定义在hashCode
方法的注解部分。
hashCode方法约定
关于hashCode
方法的约定原文比较多,大家直接看源码即可看到,这里汇总一下,共三条:
(1)如果对象在使用equals
方法中进行比较的参数没有修改,那么多次调用一个对象的hashCode()
方法返回的哈希值应该是相同的。
(2)如果两个对象通过equals
方法比较是相等的,那么要求这两个对象的hashCode
方法返回的值也应该是相等的。
(3)如果两个对象通过equals
方法比较是不同的,那么也不要求这两个对象的hashCode
方法返回的值是不相同的。但是我们应该知道对于不同对象产生不同的哈希值对于哈希表(HashMap等)能够提高性能。
其实,看到这里我们了解了hashCode
的实现规约,但还是不清楚为什么实现equals
方法需要重写hashCode
方法。但我们可以得出一条规律:hashCode
方法实际上必须要完成的一件事情就是,为equals
方法认定为相同的对象返回相同的哈希值。
其实在上面规约中提到了哈希表,这也正是hashCode
方法运用的场景之一,也是我们为什么要重写的核心。
hashCode应用场景
如果了解HashMap
的数据结构,就会知道它用到“键对象”的哈希码,当我们调用put
方法或者get
方法对Map
容器进行操作时,都是根据键对象的哈希码来计算存储位置的。如果我们对哈希码的获取没有相关保证,就可能会得不到预期的结果。
而对象的哈希码的获取正是通过hashCode
方法获取的。如果自定义的类中没有实现该方法,则会采用Object
中的hashCode()
方法。
在Object
中该方法是一个本地方法,会返回一个int
类型的哈希值。可以通过将对象的内部地址转换为整数来实现的,但是Java
中没有强制要求通过该方式实现。
具体实现网络上有不同的说法,有说通过内置地址转换得来,也有说“OpenJDK8默认hashCode
的计算方法是通过和当前线程有关的一个随机数+三个确定值,运用Marsaglia's xorshift scheme
随机数算法得到的一个随机数”获得。
无论默认实现是怎样的,大多数情况下都无法满足equals
方法相同,同时hashCode
结果也相同的条件。比如下面的示例重写与否差距很大。
public void test1() { String s = "ok"; StringBuilder sb = new StringBuilder(s); System.out.println(s.hashCode() + " " + sb.hashCode()); String t = new String("ok"); StringBuilder tb = new StringBuilder(s); System.out.println(t.hashCode() + " " + tb.hashCode());}
上面这段代码打印的结果为:
3548 18336389143548 1620303253
String
实现了hashCode
方法,而StringBuilder
并没有实现,这就导致即使值是一样的,hashCode
也不同。
上个示例中问题还不太明显,下面我们以HashMap
为例,看看如果没有实现hashCode
方法会导致什么严重的后果。
@Testpublic void test2() { String hello = "hello"; Map<String, String> map1 = new HashMap<>(); String s1 = new String("key"); String s2 = new String("key"); map1.put(s1, hello); System.out.println("s1.equals(s2):" + s1.equals(s2)); System.out.println("map1.get(s1):" + map1.get(s1)); System.out.println("map1.get(s2):" + map1.get(s2)); Map<Key, String> map2 = new HashMap<>(); Key k1 = new Key("A"); Key k2 = new Key("A"); map2.put(k1, hello); System.out.println("k1.equals(k2):" + s1.equals(s2)); System.out.println("map2.get(k1):" + map2.get(k1)); System.out.println("map2.get(k2):" + map2.get(k2));}class Key { private String k; public Key(String key) { this.k = key; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj instanceof Key) { Key key = (Key) obj; return k.equals(key.k); } return false; }}
实例中定义了内部类Key
,其中实现了equals
方法,但未实现hashCode
方法。存放于Map
中的value
值都是字符串“hello”。
代码分两段,第一段演示当Map
的key
通过实现了hashCode
的String
时是什么效果;第二段演示了当Map
的key
通过未实现hashCode
方法的Key
对象时是什么效果。
执行上述代码,打印结果如下:
s1.equals(s2):truemap1.get(s1):hellomap1.get(s2):hellok1.equals(k2):truemap2.get(k1):hellomap2.get(k2):null
分析结果可以看出,对于String
作为key
的 s1 和 s2 来说,通过equals
比较相等是自然的,获得的值也是相同的。但 k1 和 k2 通过equals
比较是相等,但为什么在Map
中获得的结果却不一样?本质上就是因为没有重写hashCode
方法导致Map
在存储和获取过程中调用hashCode
方法获得的值不一致。
此时在Key
类中添加hashCode
方法:
@Overridepublic int hashCode(){ return k.hashCode();}
再次执行,便可正常获得对应的值。
s1.equals(s2):truemap1.get(s1):hellomap1.get(s2):hellok1.equals(k2):truemap2.get(k1):hellomap2.get(k2):hello
通过上面的典型实例演示了不重写hashCode
方法的潜在后果。简单看一下HashMap
中的put
方法。
public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true);}static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 通过哈希值来查找底层数组位于该位置的元素p,如果p不为null,则使用新的键值对来覆盖旧的键值对 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; // (二者哈希值相等)且(二者地址值相等或调用equals认定相等)。 if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } // 如果底层数组中存在传入的Key,那么使用新传入的覆盖掉查到的 if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null;}
在上述方法中,put
方法在拿到key
的第一步就对key
对象调用了hashCode
方法。暂且不看后面的代码,如果没有重写hashCode
方法,就无法确保key
的hash
值一致,后续操作就是两个key
的操作了。
重写hashCode方法
了解了重写hashCode
方法的重要性,也了解了对应的规约,那么下面我们就聊聊如何优雅的重写hashCode
方法。
首先,如果使用IDEA
的话,那么直接使用快捷键即可。
@Overridepublic boolean equals(Object o) { if (this == o) { return true; } if (o == null || getClass() != o.getClass()) { return false; } Key key = (Key) o; return Objects.equals(k, key.k);}@Overridepublic int hashCode() { return Objects.hash(k);}
根据需要可对生成的方法内部实现进行修改。在上面的实例中用到了java.util.Objects
类,它的hash
方法的优点是如果参数为nul
l,就只返回 0 ,否则返回对象参数调用的hashCode
的结果。Objects.hash
方法源码如下:
public static int hash(Object... values) { return Arrays.hashCode(values);}
其中Arrays.hashCode
方法源码如下:
public static int hashCode(Object a[]) { if (a == null) return 0; int result = 1; for (Object element : a) result = 31 * result + (element == null ? 0 : element.hashCode()); return result;}
当然此处只有一个参数,也可以直接使用Objects
类hashCode
方法:
public static int hashCode(Object o) { return o != null ? o.hashCode() : 0;}
如果是多个属性都参与hash
值的情况建议可使用第一个方法。只不过需要注意,在类结构(成员变量)变动时,同步增减方法里面的参数值。
关于“Java中怎么重写及应用hashCode”这篇文章的内容就介绍到这里,感谢各位的阅读!相信大家对“Java中怎么重写及应用hashCode”知识都有一定的了解,大家如果还想学习更多知识,欢迎关注编程网行业资讯频道。