Java hashCode()和equals()的若干问题解答

本章的内容主要解决下面几个问题：

1.equals()的作用是什么？
2.equals()与==的区别是什么？
3.hashCode()的作用是什么？
4.hashCode()和equals()之间有什么联系？

第一部分 equals()的作用

equals()的作用是用来判断两个对象是否相等。
equals()定义在JDK的Object类中。通过判断两个对象的地址是否相等（即，是否是同一个对象）来区分它们是否相等。源码如下：

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

既然Object.java中定义了equals()方法，这就意味着所有的java类都实现了equals()方法，所有的类都可以通过equals()方法去比较两个对象是否相等。但是，我们已经说过，使用默认的“equals()”方法，等价于“==”方法。因此，我们通常会重写equals()方法：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回false。

下面根据“类是否覆盖equals（）方法”，将它分为两类：
（1） 若某个类没有覆盖equals()方法，当它的通过equals()比较两个对象时，实际上是比较两个对象的地址是否相等。这时，等价于通过“==”去比较这两个对象。
（2）我们可以覆盖类的equals()方法，来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。

下面，举例对上面的2种情况进行说明。

1.“没有覆盖equals()方法”的情况

代码如下：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
public class EqualsTest1{
      public static void main(String[] args){
           Person p1=new Person("eee",100);
           Person p2=new Person("eee",100);
           System.out.printf("%s\n",p1.equals(p2));
       }
       public static class Person{
            int age;
            String name;
            public Perosn(String name,int age){
                  this.name=name;
                  this.age=age;
             }
        }

运行结果：

false

结果分析：
我们通过 p1.equals(p2) 来“比较p1和p2是否相等时”。实际上，调用的Object.java的equals()方法，即调用的 (p1==p2) 。它是比较“p1和p2是否是同一个对象”。
而由 p1 和 p2 的定义可知，它们虽然内容相同；但它们是两个不同的对象！因此，返回结果是false。

2.“覆盖equals()方法”的情况

我们修改上面的EqualsTest1.java：覆盖equals()方法
代码如下：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
public class EqualsTest1{
      public static void main(String[] args){
           Person p1=new Person("eee",100);
           Person p2=new Person("eee",100);
           System.out.printf("%s\n",p1.equals(p2));
       }
       public static class Person{
            int age;
            String name;
            public Perosn(String name,int age){
                  this.name=name;
                  this.age=age;
             }
             @Override
             public boolean equals(Object obj){
                   if(obj==null)
                          return false;
                   if(this==obj)
                          return true;
                    if(this.getClass()!=obj.getClass()){
                           return false;
                     }
                     Person person=(Person)obj;
                     return name.equals(person.name) && age==person.age;
              }
        }

运行结果：

true

我们在EqualsTest2.java 中重写了Person的equals()函数：当两个Person对象的 name 和 age 都相等，则返回true。因此，运行结果返回true。

讲到这里，顺便说一下Java对equals()的要求，有以下几点：

1.自反性：对于任何非空引用x，x.equals(x)应该返回true。
2.对称性：对于任何引用x和y，当且仅当y.equals(x)返回true，x.equals(y)也应该返回true
3.传递性：对于任何引用x，y和z，如果x,equals(y)返回true，y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)也应该返回true
4.一致性：如果x和y引用的对象没有发生变化，反复调用x.equals(y)应该返回相同的结果
5.对于任何非空引用x，x,equals(null)应该返回false
现在，再回顾一下equals()的作用：判断两个对象是否相等。当我们重写equals()的时候，可千万不好将它的作用给改变了！

第2部分 equals()与==的区别是什么？

==：它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。
equals()：它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般分两种情况：
情况1:类没有覆盖equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时，等价于==比较两个对象。
情况2:类覆盖了equals()方法。一般，我们都覆盖equals()方法来比较两个对象的内容；若它们的内容相等，则返回true。

第3部分 hashCode()的作用

hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。
hashCode() 定义在JDK的Object.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。 虽然，每个Java类都包含hashCode() 函数。但是，仅仅当创建并某个“类的散列表”(关于“散列表”见下面说明)时，该类的hashCode() 才有用(作用是：确定该类的每一个对象在散列表中的位置；其它情况下(例如，创建类的单个对象，或者创建类的对象数组等等)，类的hashCode() 没有作用。
上面的散列表，指的是：Java集合中本质是散列表的类，如HashMap，Hashtable，HashSet。 也就是说：hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置。

散列码的作用：

我们都知道，散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码！
散列表的本质是通过数组实现的。当我们要获取散列表中的某个“值”时，实际上是要获取数组中的某个位置的元素。而数组的位置，就是通过“键”来获取的；更进一步说，数组的位置，是通过“键”对应的散列码计算得到的。

下面，我们以HashSet为例，来深入说明hashCode()的作用。
假设，HashSet中已经有1000个元素。当插入第1001个元素时，需要怎么处理？因为HashSet是Set集合，它不允许有重复元素。“将第1001个元素逐个的和前面1000个元素进行比较”？显然，这个效率是相等低下的。散列表很好的解决了这个问题，它根据元素的散列码计算出元素在散列表中的位置，然后将元素插入该位置即可。对于相同的元素，自然是只保存了一个。

在散列表中:
        1、如果两个对象相等，那么它们的hashCode()值一定要相同；
        2、如果两个对象hashCode()相等，它们并不一定相等。
注意：这是在散列表中的情况。在非散列表中一定如此！

第4部分 hashCode()和equals()的关系

我们以“类的用途”来将“hashCode() 和 equals()的关系”分2种情况来说明。
第一种 不会创建的散列表
在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”没有关系的！
这种情况下，equals() 用来比较该类的两个对象是否相等。而hashCode() 则根本没有任何作用，所以，不用理会hashCode()。

源码如下：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
public class EqualsTest1{
      public static void main(String[] args){
           Person p1=new Person("eee",100);
           Person p2=new Person("eee",100);
           System.out.printf("%s\n",p1.equals(p2));
       }
       public static class Person{
            int age;
            String name;
            public Perosn(String name,int age){
                  this.name=name;
                  this.age=age;
             }
        }

运行结果：

false

结果分析：
我们通过 p1.equals(p2) 来“比较p1和p2是否相等时”。实际上，调用的Object.java的equals()方法，即调用的 (p1==p2) 。它是比较“p1和p2是否是同一个对象”。
而由 p1 和 p2 的定义可知，它们虽然内容相同；但它们是两个不同的对象！因此，返回结果是false。

2.“覆盖equals()方法”的情况

我们修改上面的EqualsTest1.java：覆盖equals()方法
代码如下：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
public class NormalHashCodeTest{
      public static void main(String[] args){
           Person p1=new Person("eee",100);
           Person p2=new Person("eee",100);
           Person p3=new Person("aaa",200);
           System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
           System.out.printf("p1.equals(p3) : %s; p1(%d) p3(%d)\n", p1.equals(p3), p1.hashCode(), p3.hashCode());

       }
       public static class Person{
            int age;
            String name;
            public Perosn(String name,int age){
                  this.name=name;
                  this.age=age;
             }
             @Override
             public boolean equals(Object obj){
                   if(obj==null)
                          return false;
                   if(this==obj)
                          return true;
                    if(this.getClass()!=obj.getClass()){
                           return false;
                     }
                     Person person=(Person)obj;
                     return name.equals(person.name) && age==person.age;
              }
        }

运行结果：

p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1901116749)
p1.equals(p3) : false; p1(1169863946) p3(2131949076)

从结果可以看出：p1和p2相等的情况下，hashCode()也不一定相等
第二种 会创建散列表
这里所说的“会创建散列表"是说：我们会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，会创建该类的HashSet集合。
在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的：
1)、如果两个对象相等，那么它们的hashCode()值一定相同。
        这里的相等是指，通过equals()比较两个对象时返回true。
2)、如果两个对象hashCode()相等，它们并不一定相等。
        因为在散列表中，hashCode()相等，即两个键值对的哈希值相等。然而哈希值相等，并不一定能得出键值对相等。补充说一句：“两个不同的键值对，哈希值相等”，这就是哈希冲突。
此外，在这种情况下。若要判断两个对象是否相等，除了要覆盖equals()之外，也要覆盖hashCode()函数。否则，equals()无效。

例如，创建Person类的HashSet集合，必须同时覆盖Person类的equals() 和 hashCode()方法。如果单单只是覆盖equals()方法。我们会发现，equals()方法没有达到我们想要的效果。

参考代码：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
public class NormalHashCodeTest{
      public static void main(String[] args){
           Person p1=new Person("eee",100);
           Person p2=new Person("eee",100);
           Person p3=new Person("aaa",200);

          HashSet set=new HashSet<>();
          set.add(p1);
          set.add(p2);
          set.add(p3);
           System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
           System.out.printf("set:%s\n",set);
       }
       public static class Person{
            int age;
            String name;
            public Perosn(String name,int age){
                  this.name=name;
                  this.age=age;
             }
             @Override
             public boolean equals(Object obj){
                   if(obj==null)
                          return false;
                   if(this==obj)
                          return true;
                    if(this.getClass()!=obj.getClass()){
                           return false;
                     }
                     Person person=(Person)obj;
                     return name.equals(person.name) && age==person.age;
              }
        }

运行结果：

p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1690552137)
set:[(eee, 100), (eee, 100), (aaa, 200)]

结果分析：
我们重写了Person的equals()。但是，很奇怪的发现：HashSet中仍然有重复元素：p1 和 p2。为什么会出现这种情况呢？
这是因为虽然p1 和 p2的内容相等，但是它们的hashCode()不等；所以，HashSet在添加p1和p2的时候，认为它们不相等。(在HashSet中，两个对象的内容相等，它们的hashCode（）必然相等）

下面，同时覆盖equals（）和hashCode（）方法

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;

public class ConflictHashCodeTest2{
    public static void main(String[] args) {
        // 新建Person对象，
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        Person p3 = new Person("aaa", 200);
        Person p4 = new Person("EEE", 100);

        // 新建HashSet对象 
        HashSet set = new HashSet();
        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);

        // 比较p1 和 p2， 并打印它们的hashCode()
        System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
        // 比较p1 和 p4， 并打印它们的hashCode()
        System.out.printf("p1.equals(p4) : %s; p1(%d) p4(%d)\n", p1.equals(p4), p1.hashCode(), p4.hashCode());
        // 打印set
        System.out.printf("set:%s\n", set);
    }
    private 
    static class Person {
        int age;
        String name;

        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String toString() {
            return name + " - " +age;
        }

        /** 
         * @desc重写hashCode 
         */  
        @Override
        public int hashCode(){  
            int nameHash =  name.toUpperCase().hashCode();
            return nameHash ^ age;
        }

        /** 
         * @desc 覆盖equals方法 
         */  
        @Override
        public boolean equals(Object obj){  
            if(obj == null){  
                return false;  
            }  
              
            //如果是同一个对象返回true，反之返回false  
            if(this == obj){  
                return true;  
            }  
              
            //判断是否类型相同  
            if(this.getClass() != obj.getClass()){  
                return false;  
            }  
              
            Person person = (Person)obj;  
            return name.equals(person.name) && age==person.age;  
        } 
    }
}

运行结果：

p1.equals(p2) : true; p1(68545) p2(68545)
p1.equals(p4) : false; p1(68545) p4(68545)
set:[aaa - 200, eee - 100]

综合分析：
这下，equals()生效了，HashSet中没有重复元素。
比较p1和p2，我们发现：它们的hashCode()相等，通过equals()比较它们也返回true。所以，p1和p2被视为相等。
比较p1和p4，我们发现：虽然它们的hashCode()相等；但是，通过equals()比较它们返回false。所以，p1和p4被视为不相等。

转载 自：Java hashCode()和equals()的若干问题解答