Java中hashcode()和equals()方法

前言

在说hashcode(）和equals()方法之前，我想先来说说Java中==与equals()方法的问题，==可用于比较基本数据类型（比较的是它们的数值是否相等），也可以用于比较对象在内存中的地址是否相等。

Java当中所有的类都继承与Object这个基类的，在Object中的基类中定义了一个equals(）方法，这个方法的初始行为是比较对象的内存地址的（即判断两个对象是否为同一个对象），但是在一些类库中把这个方法重写了，比如我们最常见的String类型，它的equals方法比较的就是两个字符串的内存是否相等(源码我们下面再讨论）。还有一些包装类当中equals方法都有其自身的实现，而不再是比较对象在堆内存中存放的地址了。

因此，对于引用数据类型之间进行equals进行比较，在没有重写equals方法的情况下，它们比较的还是基于它们在内存中的存放的地址，因为Object的equals方法也是用==号进行比较的，所以比较后的结果和双等号==的结果相同。

下面来看看==与equals的一个测试例子

        EqualsTest test = new EqualsTest();
        EqualsTest test1 = new EqualsTest();

        System.out.println("equals比较结果: "+(test.equals(test1)));
        System.out.println("==比较结果: "+(test==test1));

得出的结果都为false。

把==与equals之间的区别理清楚了，我们再来看equals和hashcode方法之间的问题

equals方法

首先，在前言中已经提到，Object基类中，equals方法的初始行为是比较两个对象的内存地址的，可以看看它的源码

public boolean equals(Object obj) {  
    return (this == obj);  
    }

实际上，在该方法中，return的this==obj就反映了它比较的是两个对象的内存地址。但是我们知道，有一些类库会把equals方法重写，那么就要根据具体的代码来确定equals方法的作用了，覆盖后一般都是通过对象的内容是否相等来判断对象是否相等。我们以最常见的String类型为例，先看看它的String类中的equals方法的源码

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;  
    }

我简单地说一下其中的步骤：a.equals(b)的操作中，包含以下步骤：

1.首先判断a==b，即判断a b是否为同一个对象，如果是，则直接返回true，否则进行第2步

2.判断对比对象是否是String类型，是则继续第3步，否则返回false

3.判断a b两个字符串的长度是否一样，是则进行第4步，否则返回false

4.逐个比较a b两个字符串中的每个字符，是则返回true，否则返回false

当然，equals方法还有一些良好的特性，比如自反性、对称性、传递性、一致性、非空性，这些我就略过，这些和我们数学中对应特性相似。

hashcode方法

hashcode方法是从Object类继承过来的，Object类中hashcode方法是返回对象在内存中的地址转换成的int值，如果对象没有重写hashcode方法，任何对象的hashcode方法的返回值都是不相等的。hashCode()方法返回的就是一个数值，从方法的名称上就可以看出，其目的是生成一个hash码。hash码的主要用途就是在对对象进行散列的时候确定对象的存储地址的，据此很容易推断出，我们需要每个对象的hash码尽可能不同，这样才能保证散列的存取性能。事实上，Object类提供的默认实现确实保证每个对象的hash码不同（在对象的内存地址基础上经过特定算法返回一个hash码）。Java采用了哈希表的原理。哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。初学者可以这样理解，hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址。

我们来看看hashcode的定义

public native int hashCode();

我们发现在定义的时候有native修饰符，说明是一个本地方法，它的实现是根据本地机器相关的。也就是说这个方法可以理解为返回对象的物理地址。

其实，咱Java中，hashcode方法的应用比较经典的是用在基于散列的结合，也就是我们常说的集合当中带hash单词的。比如HashSet、HashMap、Hashtable，hashcode方法是用来在散列结构确定对象的存储地址的。

在上述的这么散列集合当中，比如HashSet是不允许元素重复的，那么HashSet在存储的时候，如何判断两个元素重复呢？我们首先想到的是equlas方法。但是，如果这些散列集合中每增加一个元素就调用一次equals方法，那么集合中的元素很多时，每新增一个元素时，就需要调用很多次equals方法，这显然会大大降低性能。

于是，Java采用了哈希的方法来避免equals方法的过于频繁地调用，它是这么做的：当向集合中新增一个对象时，先调用这个对象的hashcode方法，得到该对象的hashcode值（即得到对象存储的物理地址），如果该位置已经有值了，就再调用equals方法与新元素进行比较，如果两者相同，就代表两者是同一个对象，就不做存储；如果不同，则再散列到其他的地址进行存储。

在Java中，hashcode方法和equals方法有相关的规则：

1.相等（相同）的对象必须具有相等的哈希码（或者散列码）。

2.如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同

关于第一点，假如两个Java对象A和B，A和B相等（eqauls结果为true），但A和B的哈希码不同，则A和B存入HashMap时的哈希码计算得到的HashMap内部数组位置索引可能不同，那么A和B很有可能允许同时存入HashMap，显然相同的元素是不允许同时存入HashMap，因为HashMap不允许存放重复元素。

关于第2点，也就是说，不同对象的hashCode可能相同；假如两个Java对象A和B，A和B不相等（eqauls结果为false），但A和B的哈希码相等，将A和B都存入HashMap时会发生哈希冲突，也就是A和B存放在HashMap内部数组的位置索引相同这时HashMap会在该位置建立一个链接表，将A和B串起来放在该位置，显然，该情况不违反HashMap的使用原则，是允许的。当然，哈希冲突越少越好，尽量采用好的哈希算法以避免哈希冲突。

所以在Java中，如果两个对象的equals方法返回true,那么两个对象的hashcode方法返回也必然是true,如果两个对象的equals方法返回的为false，那么两个对象的hashcode方法返回的有可能是true，也有可能为false。如果两个对象的hashcode方法返回为true，那么两个对象的equals方法返回的有可能是true，也有可能为false；如果两个对象的hashcode方法返回值不同，则equals方法返回的值必然为false。

hashcode方法应该如何写以及equals方法如何重写呢？

如果我们自己来写自定义的hashcode方法以及实现equals方法的重写应该如何来写呢？

我想我们应该遵守以下规则：

1.尽量保证使用对象的同一属性来生成hashcode()和equals()两个方法

2.在重写equals方法的同时，必须重写hashcode方法（两者必须同时重写）