java中hashcode()和equals()的詳解

今天下午研究了半天hashcode()和equals()方法，終於有了一點點的明白，寫下來與大家分享（zhaoxudong 2008.10.23晚21.36）。 
1. 首先equals()和hashcode()這兩個方法都是從object類中繼承過來的。 
equals()方法在object類中定義如下： 
  public boolean equals(Object obj) { 
return (this == obj); 
} 
很明顯是對兩個對象的地址值進行的比較（即比較引用是否相同）。但是我們必需清楚，當String 、Math、還有Integer、Double。。。。等這些封裝類在使用equals()方法時，已經覆蓋了object類的equals（）方法。比如在String類中如下： 
  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; 
} 
很明顯，這是進行的內容比較，而已經不再是地址的比較。依次類推Double、Integer、Math。。。。等等這些類都是重寫了equals()方法的，從而進行的是內容的比較。當然了基本類型是進行值的比較，這個沒有什麼好說的。 
我們還應該注意，Java語言對equals()的要求如下，這些要求是必須遵循的： 
• 對稱性：如果x.equals(y)返回是“true”，那麼y.equals(x)也應該返回是“true”。 
• 反射性：x.equals(x)必須返回是“true”。 
• 類推性：如果x.equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那麼z.equals(x)也應該返回是“true”。 
• 還有一致性：如果x.equals(y)返回是“true”，只要x和y內容一直不變，不管你重複x.equals(y)多少次，返回都是“true”。 
• 任何情況下，x.equals(null)，永遠返回是“false”；x.equals(和x不同類型的對象)永遠返回是“false”。 
以上這五點是重寫equals()方法時，必須遵守的準則，如果違反會出現意想不到的結果，請大家一定要遵守。 
2. 其次是hashcode() 方法，在object類中定義如下： 
  public native int hashCode(); 
說明是一個本地方法，它的實現是根據本地機器相關的。當然我們可以在自己寫的類中覆蓋hashcode()方法，比如String、Integer、Double。。。。等等這些類都是覆蓋了hashcode()方法的。例如在String類中定義的hashcode()方法如下： 
    public int hashCode() { 
int h = hash; 
if (h == 0) { 
    int off = offset; 
    char val[] = value; 
    int len = count; 

            for (int i = 0; i < len; i++) { 
                h = 31*h + val[off++]; 
            } 
            hash = h; 
        } 
        return h; 
} 
解釋一下這個程式（String的API中寫到）： 
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1] 
使用 int 演算法，這裡 s[i] 是字串的第 i 個字元，n 是字串的長度，^ 表示求冪。（Null 字元串的雜湊碼為 0。） 

3.這裡我們首先要明白一個問題： 
equals()相等的兩個對象，hashcode()一定相等； 
equals（）不相等的兩個對象，卻並不能證明他們的hashcode()不相等。換句話說，equals()方法不相等的兩個對象，hashcode()有可能相等。（我的理解是由於雜湊碼在產生的時候產生衝突造成的）。 
反過來：hashcode()不等，一定能推出equals()也不等；hashcode()相等，equals()可能相等，也可能不等。解釋下第3點的使用範圍，我的理解是在object、String等類中都能使用。在object類中，hashcode()方法是本地方法，返回的是對象的地址值，而object類中的equals()方法比較的也是兩個對象的地址值，如果equals()相等，說明兩個對象地址值也相等，當然hashcode()也就相等了；在String類中，equals()返回的是兩個對象內容的比較，當兩個對象內容相等時， 
Hashcode()方法根據String類的重寫（第2點裡面已經分析了）代碼的分析，也可知道hashcode()返回結果也會相等。以此類推，可以知道Integer、Double等封裝類中經過重寫的equals()和hashcode()方法也同樣適合於這個原則。當然沒有經過重寫的類，在繼承了object類的equals()和hashcode()方法後，也會遵守這個原則。 

4.談到hashcode()和equals()就不能不說到hashset,hashmap,hashtable中的使用，具體是怎樣呢，請看如下分析： 
Hashset是繼承Set介面，Set介面又實現Collection介面，這是層次關係。那麼hashset是根據什麼原理來存取對象的呢？ 
在hashset中不允許出現重複對象，元素的位置也是不確定的。在hashset中又是怎樣判定元素是否重複的呢？這就是問題的關鍵所在，經過一下午的查詢求證終於獲得了一點啟示，和大家分享一下，在java的集合中，判斷兩個對象是否相等的規則是： 
1)，判斷兩個對象的hashCode是否相等 
      如果不相等，認為兩個對象也不相等，完畢 
      如果相等，轉入2) 
（這一點只是為了提高儲存效率而要求的，其實理論上沒有也可以，但如果沒有，實際使用時效率會大大降低，所以我們這裡將其做為必需的。後面會重點講到這個問題。） 
2)，判斷兩個對象用equals運算是否相等 
      如果不相等，認為兩個對象也不相等 
      如果相等，認為兩個對象相等（equals()是判斷兩個對象是否相等的關鍵） 
為什麼是兩條準則，難道用第一條不行嗎？不行，因為前面已經說了，hashcode()相等時，equals()方法也可能不等，所以必須用第2條準則進行限制，才能保證加入的為非重複元素。 
比如下面的代碼： 

public static void main(String args[]){ 
String s1=new String("zhaoxudong"); 
String s2=new String("zhaoxudong"); 
System.out.println(s1==s2);//false 
System.out.println(s1.equals(s2));//true 
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等於s2.hashcode() 
System.out.println(s2.hashCode()); 
Set hashset=new HashSet(); 
hashset.add(s1); 
hashset.add(s2); 
/*實質上在添加s1,s2時，運用上面說到的兩點準則，可以知道hashset認為s1和s2是相等的，是在添加重複元素，所以讓s2覆蓋了s1;*/ 
Iterator it=hashset.iterator(); 
            while(it.hasNext()) 
            { 
             System.out.println(it.next()); 
            } 
最後在while迴圈的時候只列印出了一個”zhaoxudong”。 
輸出結果為：false 
            true 
            -967303459 
            -967303459 
這是因為String類已經重寫了equals()方法和hashcode()方法，所以在根據上面的第1.2條原則判定時，hashset認為它們是相等的對象，進行了重複添加。 
但是看下面的程式： 
import java.util.*; 
public class HashSetTest 
{ 
   public static void main(String[] args) 
    { 
                 HashSet hs=new HashSet(); 
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
                 hs.add(new Student(2,"lisi")); 
                 hs.add(new Student(3,"wangwu")); 
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
  
                 Iterator it=hs.iterator(); 
                 while(it.hasNext()) 
                 { 
                        System.out.println(it.next()); 
                 } 
     } 
} 
class Student 
   { 
     int num; 
     String name; 
     Student(int num,String name) 
                { 
                this.num=num; 
                 this.name=name; 
                 } 
              public String toString() 
                { 
                    return num+":"+name; 
                 } 
           }      
輸出結果為： 
                      1:zhangsan 
                   1:zhangsan 
                   3:wangwu 
                   2:lisi 
問題出現了，為什麼hashset添加了相等的元素呢，這是不是和hashset的原則違背了呢？回答是：沒有 
因為在根據hashcode()對兩次建立的new Student(1,"zhangsan")對象進行比較時，產生的是不同的雜湊碼值，所以hashset把他當作不同的對象對待了，當然此時的equals()方法返回的值也不等（這個不用解釋了吧）。那麼為什麼會產生不同的雜湊碼值呢？上面我們在比較s1和s2的時候不是產生了同樣的雜湊碼嗎？原因就在於我們自己寫的Student類並沒有重新自己的hashcode()和equals()方法，所以在比較時，是繼承的object類中的hashcode()方法，呵呵，各位還記得object類中的hashcode()方法比較的是什麼吧！！ 
它是一個本地方法，比較的是對象的地址（引用地址），使用new方法建立對象，兩次產生的當然是不同的對象了（這個大家都能理解吧。。。），造成的結果就是兩個對象的hashcode()返回的值不一樣。所以根據第一個準則，hashset會把它們當作不同的對象對待，自然也用不著第二個準則進行判定了。那麼怎麼解決這個問題呢？？ 
答案是：在Student類中重新hashcode()和equals()方法。 
例如： 
  class Student 
{ 
int num; 
String name; 
Student(int num,String name) 
{ 
            this.num=num; 
            this.name=name; 
} 
public int hashCode() 
{ 
            return num*name.hashCode(); 
} 
public boolean equals(Object o) 
{ 
            Student s=(Student)o; 
            return num==s.num && name.equals(s.name); 
} 
public String toString() 
{ 
            return num+":"+name; 
} 
} 
根據重寫的方法，即便兩次調用了new Student(1,"zhangsan")，我們在獲得對象的雜湊碼時，根據重寫的方法hashcode()，獲得的雜湊碼肯定是一樣的（這一點應該沒有疑問吧）。 
當然根據equals()方法我們也可判斷是相同的。所以在向hashset集合中添加時把它們當作重複元素看待了。所以運行修改後的程式時，我們會發現運行結果是： 
                      1:zhangsan 
                   3:wangwu 
                   2:lisi 
可以看到重複元素的問題已經消除。 
關於在hibernate的pojo類中，重新equals()和hashcode()的問題： 
1)，重點是equals，重寫hashCode只是技術要求（為了提高效率） 
2)，為什麼要重寫equals呢，因為在java的集合架構中，是通過equals來判斷兩個對象是否相等的 
3)，在hibernate中，經常使用set集合來儲存相關對象，而set集合是不允許重複的。我們再來談談前面提到在向hashset集合中添加元素時,怎樣判斷對象是否相同的準則，前面說了兩條，其實只要重寫equals()這一條也可以。 
但當hashset中元素比較多時，或者是重寫的equals()方法比較複雜時，我們只用equals()方法進行比較判斷，效率也會非常低，所以引入了hashcode()這個方法，只是為了提高效率，但是我覺得這是非常有必要的（所以我們在前面以兩條準則來進行hashset的元素是否重複的判斷）。 
比如可以這樣寫： 
public int hashCode(){ 
   return  1;}//等價於hashcode無效 
這樣做的效果就是在比較雜湊碼的時候不能進行判斷，因為每個對象返回的雜湊碼都是1，每次都必須要經過比較equals()方法後才能進行判斷是否重複，這當然會引起效率的大大降低。 
我有一個問題，如果像前面提到的在hashset中判斷元素是否重複的必要方法是equals()方法（根據網上找到的觀點），但是這裡並沒有涉及到關於雜湊表的問題，可是這個集合卻叫hashset，這是為什嗎？？ 
我想，在hashmap,hashtable中的儲存操作，依然遵守上面的準則。所以這裡不再多說。這些是今天看書，網上查詢資料，自己總結出來的，部分代碼和語言是引述，但是千真萬確是自己總結出來的。有錯誤之處和不詳細不清楚的地方還請大家指出，我也是初學者，所以難免會有錯誤的地方，希望大家共同討論。