Java理論與實踐：雜湊

每個Java對象都有hashCode()和 equals()方法。許多類忽略（Override)這 些方法的預設實施,以在對象執行個體之間提供更深層次的語義可比性。在Java理念 和實踐這一部分，Java開發人員Brian Goetz向您介紹在建立Java類以有效和准 確定義hashCode()和equals()時應遵循的規則和指南。您可以在討論論壇與作者 和其它讀者一同探討您對本文的看法。(您還可以點擊本文頂部或底部的討論進 入論壇。)

雖然Java語言不直接支援關聯陣列 -- 可以使用任何對象作為一個索引的數 組 -- 但在根Object類中使用hashCode()方法明確表示期望廣泛使用HashMap(及 其前輩Hashtable)。理想情況下基於散列的容器提供有效插入和有效檢索；直接 在對象模式中支援散列可以促進基於散列的容器的開發和使用。

定義對象的相等性

Object類有兩種方法來推斷對象的標識：equals()和hashCode()。一般來說 ，如果您忽略了其中一種，您必須同時忽略這兩種，因為兩者之間有必須維持的 至關重要的關係。特殊情況是根據equals() 方法，如果兩個對象是相等的，它 們必須有相同的hashCode()值(儘管這通常不是真的)。

特定類的equals()的語義在Implementer的左側定義；定義對特定類來說 equals()意味著什麼是其設計工作的一部分。Object提供的預設實施簡單引用下 面等式：

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

在這種預設實施情況下，只有它們引用真正同一個對象時這兩個引用才是相 等的。同樣，Object提供的hashCode()的預設實施通過將對象的記憶體位址對映於 一個整數值來產生。由於在某些架構上，地址空間大於int值的範圍，兩個不同 的對象有相同的hashCode()是可能的。如果您忽略了hashCode()，您仍舊可以使 用System.identityHashCode()方法來接入這類預設值。

忽略 equals() -- 簡單一實例

預設情況下，equals()和hashCode()基於標識的實施是合理的，但對於某些 類來說，它們希望放寬等式的定義。例如，Integer類定義equals() 與下面類似 ：

public boolean equals(Object obj) {
return (obj instanceof Integer
&& intvalue() == ((Integer) obj).intvalue());
}

在這個定義中，只有在包含相同的整數值的情況下這兩個Integer對象是相等 的。結合將不可修改的Integer，這使得使用Integer作為HashMap中的關鍵字是 切實可行的。這種基於值的Equal方法可以由Java類庫中的所有原始封裝類使用 ，如Integer、Float、Character和Boolean以及String(如果兩個String對象包 含相同順序的字元，那它們是相等的)。由於這些類都是不可修改的並且可以實 施hashCode()和equals()，它們都可以做為很好的散列關鍵字。

為什麼忽略 equals()和hashCode()?

如果Integer不忽略equals() 和 hashCode()情況又將如何?如果我們從未在 HashMap或其它基於散列的集合中使用Integer作為關鍵字的話，什麼也不會發生 。但是，如果我們在HashMap中使用這類Integer對象作為關鍵字，我們將不能夠 可靠地檢索相關的值，除非我們在get()調用中使用與put()調用中極其類似的 Integer執行個體。這要求確保在我們的整個程式中，只能使用對應於特定整數值的 Integer對象的一個執行個體。不用說，這種方法極不方便而且錯誤頻頻。

Object的interface contract要求如果根據 equals()兩個對象是相等的，那 麼它們必須有相同的hashCode()值。當其識別能力整個包含在equals()中時，為 什麼我們的根對象類需要hashCode()？hashCode()方法純粹用於提高效率。Java 平台設計人員預計到了典型Java應用程式中基於散列的集合類（Collection Class)的重要性--如Hashtable、HashMap和HashSet，並且使用equals()與許多 對象進行比較在計算方面非常昂貴。使所有Java對象都能夠支援 hashCode()並 結合使用基於散列的集合，可以實現有效儲存和檢索。

實施equals()和hashCode()的需求

實施equals()和 hashCode()有一些限制，Object檔案中列舉出了這些限制。 特別是equals()方法必須顯示以下屬性：

Symmetry：兩個引用，a和 b,a.equals(b) if and only if b.equals(a)

Reflexivity：所有非Null 參考， a.equals(a)

Transitivity：If a.equals(b) and b.equals(c), then a.equals(c)

Consistency with hashCode()：兩個相等的對象必須有相同的hashCode()值

Object的規範中並沒有明確要求equals()和 hashCode() 必須一致 -- 它們 的結果在隨後的調用中將是相同的，假設“不改變對象相等性比較中使用的任何 資訊。”這聽起來象“計算的結果將不改變，除非實際情況如此。”這一模糊聲 明通常解釋為相等性和散列值計算應是對象的可確定性功能，而不是其它。