JavaEE（八）

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一、equal()方法

Object類中equals()方法實現如下：

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

通過該實現可以看出，Object類的實現採用了區分度最高的演算法，即只要兩個對象不是同一個對象，那麼equals()一定返回false。

雖然我們在定義類時，可以重寫equals()方法，但是有一些注意事項；JDK中說明了實現equals()方法應該遵守的約定：

（1）自反性：x.equals(x)必須返回true。

（2）對稱性：x.equals(y)與y.equals(x)的傳回值必須相等。

（3）傳遞性：x.equals(y)為true，y.equals(z)也為true，那麼x.equals(z)必須為true。

（4）一致性：如果對象x和y在equals()中使用的資訊都沒有改變，那麼x.equals(y)值始終不變。

（5）非null：x不是null，y為null，則x.equals(y)必須為false。

二、hashCode()方法1、Object的hashCode()

Object類中hashCode()方法的聲明如下：

1	public native int hashCode();

可以看出，hashCode()是一個native方法，而且傳回值類型是整形；實際上，該native方法將對象在記憶體中的地址作為雜湊碼返回，可以保證不同對象的傳回值不同。

與equals()方法類似，hashCode()方法可以被重寫。JDK中對hashCode()方法的作用，以及實現時的注意事項做了說明：

（1）hashCode()在雜湊表中起作用，如java.util.HashMap。

（2）如果對象在equals()中使用的資訊都沒有改變，那麼hashCode()值始終不變。

（3）如果兩個對象使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應該相等。

（4）如果兩個對象使用equals()方法判斷為不相等，則不要求hashCode()也必須不相等；但是開發人員應該認識到，不相等的對象產生不相同的hashCode可以提高雜湊表的效能。

2、hashCode()的作用

總的來說，hashCode()在雜湊表中起作用，如HashSet、HashMap等。

當我們向雜湊表(如HashSet、HashMap等)中添加對象object時，首先調用hashCode()方法計算object的雜湊碼，通過雜湊碼可以直接定位object在雜湊表中的位置(一般是雜湊碼對雜湊表大小取餘)。如果該位置沒有對象，可以直接將object插入該位置；如果該位置有對象(可能有多個，通過鏈表實現)，則調用equals()方法比較這些對象與object是否相等，如果相等，則不需要儲存object；如果不相等，則將該對象加入到鏈表中。

這也就解釋了為什麼equals()相等，則hashCode()必須相等。如果兩個對象equals()相等，則它們在雜湊表(如HashSet、HashMap等)中只應該出現一次；如果hashCode()不相等，那麼它們會被散列到雜湊表的不同位置，雜湊表中出現了不止一次。

實際上，在JVM中，載入的對象在記憶體中包括三部分：對象頭、執行個體資料、填充。其中，對象頭包括指向對象所屬類型的指標和MarkWord，而MarkWord中除了包含對象的GC分代年齡資訊、加鎖狀態資訊外，還包括了對象的hashcode；對象執行個體資料是對象真正儲存的有效資訊；填充部分僅起到預留位置的作用, 原因是HotSpot要求對象起始地址必須是8位元組的整數倍。

三、String中equals()和hashCode()的實現

String類中相關實現代碼如下：

private final char value[]; private int hash; // Default to 0 public boolean equals(Object anObject) {      if ( this == anObject) {          return true ;      }      if (anObject instanceof String) {          String anotherString = (String)anObject;          int n = value.length;          if (n == anotherString.value.length) {              char v1[] = value;              char v2[] = anotherString.value;              int i = 0 ;              while (n-- != 0 ) {                  if (v1[i] != v2[i])                      return false ;                  i++;              }              return true ;          }      }      return false ; } public int hashCode() {      int h = hash;      if (h == 0 && value.length > 0 ) {          char val[] = value;             for ( int i = 0 ; i < value.length; i++) {              h = 31 * h + val[i];          }          hash = h;      }      return h; } 

通過代碼可以看出以下幾點：

1、String的資料是final的，即一個String對象一旦建立，便不能修改；形如String s = “hello”; s = “world”;的語句，當s = “world”執行時，並不是字串對象的值變為了”world”，而是建立了一個String對象，s引用指向了新對象。

2、String類將hashCode()的結果緩衝為hash值，提高效能。

3、String對象equals()相等的條件是二者同為String對象，長度相同，且字串值完全相同；不要求二者是同一個對象。

4、String的hashCode()計算公式為：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]

關於hashCode()計算過程中，為什麼使用了數字31，主要有以下原因：

1、使用質數計算雜湊碼，由於質數的特性，它與其他數字相乘之後，計算結果唯一的機率更大，雜湊衝突的機率更小。

2、使用的質數越大，雜湊衝突的機率越小，但是計算的速度也越慢；31是雜湊衝突和效能的折中，實際上是實驗觀測的結果。

3、JVM會自動對31進行最佳化：31 * i == (i << 5) – i

四、如何重寫hashCode()

本節先介紹重寫hashCode()方法應該遵守的原則，再介紹通用的hashCode()重寫方法。

1、重寫hashcode()的原則

通過前面的描述我們知道，重寫hashCode需要遵守以下原則：

（1）如果重寫了equals()方法，檢查條件“兩個對象使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應該相等”是否成立，如果不成立，則重寫hashCode ()方法。

（2）hashCode()方法不能太過簡單，否則雜湊衝突過多。

（3）hashCode()方法不能太過複雜，否則計算複雜度過高，影響效能。

2、hashCode()重寫方法

《Effective Java》中提出了一種簡單通用的hashCode演算法

A、初始化一個整形變數，為此變數賦予一個非零的常數值，比如int result = 17;
B、選取equals方法中用於比較的所有域（之所以只選擇equals()中使用的域，是為了保證上述原則的第1條），然後針對每個域的屬性進行計算：

(1) 如果是boolean值，則計算f ? 1:0
(2) 如果是byte\char\short\int,則計算(int)f
(3) 如果是long值，則計算(int)(f ^ (f >>> 32))
(4) 如果是float值，則計算Float.floatToIntBits(f)
(5) 如果是double值，則計算Double.doubleToLongBits(f)，然後返回的結果是long,再用規則(3)去處理long,得到int
(6) 如果是對象應用，如果equals方法中採取遞迴調用的比較方式，那麼hashCode中同樣採取遞迴調用hashCode的方式。否則需要為這個域計算一個範式，比如當這個域的值為null的時候，那麼hashCode 值為0
(7) 如果是數組，那麼需要為每個元素當做單獨的域來處理。java.util.Arrays.hashCode方法包含了8種基本類型數組和引用數組的hashCode計算，演算法同上。

C、最後，把每個域的散列碼合并到對象的雜湊碼中。 

下面通過一個例子進行說明。在該例中，Person類重寫了equals()方法和hashCode()方法。因為equals()方法中只使用了name域和age域，所以hashCode()方法中，也只計算name域和age域。

對於String類型的name域，直接使用了String的hashCode()方法；對於int類型的age域，直接用其值作為該域的hash。

  public class Person {      private String name;      private int age;      private boolean gender;         public Person() {          super ();      }         public String getName() {          return name;      }      public void setName(String name) {          this .name = name;      }      public int getAge() {          return age;      }      public void setAge( int age) {          this .age = age;      }      public boolean isGender() {          return gender;      }      public void setGender( boolean gender) {          this .gender = gender;      }         @Override      public boolean equals(Object another) {          if ( this == another) {              return true ;          }          if (another instanceof Person) {              Person anotherPerson = (Person) another;              if ( this .getName().equals(anotherPerson.getName()) && this .getAge() == anotherPerson.getAge()) {                  return true ;              } else {                  return false ;              }          }          return false ;      }         @Override      public int hashCode() {          int hash = 17 ;          hash = hash * 31 + getName().hashCode();          hash = hash * 31 + getAge();          return hash;      } }

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