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一次性搞清楚equals和hashCode

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 2个月前 (02-09) 59次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

前言

在程序设计中,有很多的“公约”,遵守约定去实现你的代码,会让你避开很多坑,这些公约是前人总结出来的设计规范。
Object类是Java中的万类之祖,其中,equals和hashCode是2个非常重要的方法。
这2个方法总是被人放在一起讨论。最近在看集合框架,为了打基础,就决定把一些细枝末节清理掉。一次性搞清楚!
下面开始剖析。
public boolean equals(Object obj)
Object类中默认的实现方式是 : return this == obj 。那就是说,只有this 和 obj引用同一个对象,才会返回true。
而我们往往需要用equals来判断 2个对象是否等价,而非验证他们的唯一性。这样我们在实现自己的类时,就要重写equals.
按照约定,equals要满足以下规则:
  1. 自反性: x.equals(x) 一定是true
  2. 对null: x.equals(null) 一定是false
  3. 对称性: x.equals(y) 和 y.equals(x)结果一致
  4. 传递性: a 和 b equals , b 和 c equals,那么 a 和 c也一定equals。
  5. 一致性: 在某个运行时期间,2个对象的状态的改变不会不影响equals的决策结果,那么,在这个运行时期间,无论调用多少次equals,都返回相同的结果。
一个例子
class Test
{
    private int num;
    private String data;

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

        if ((obj == null) || (obj.getClass() != this.getClass()))
            return false;

           //能执行到这里,说明obj和this同类且非null。
        Test test = (Test) obj;
        return num == test.num&& (data == test.data || (data != null && data.equals(test.data)));
    }

    public int hashCode()
    {
        //重写equals,也必须重写hashCode。具体后面介绍。
    }

}

equals编写指导

Test类对象有2个字段,num和data,这2个字段代表了对象的状态,他们也用在equals方法中作为评判的依据。
在第8行,传入的比较对象的引用和this做比较,这样做是为了 save time ,节约执行时间,如果this 和 obj是 对同一个堆对象的引用,那么,他们一定是qeuals 的。
接着,判断obj是不是为null,如果为null,一定不equals,因为既然当前对象this能调用equals方法,那么它一定不是null,非null 和 null当然不等价。
然后,比较2个对象的运行时类,是否为同一个类。不是同一个类,则不equals。getClass返回的是 this 和obj的运行时类的引用。如果他们属于同一个类,则返回的是同一个运行时类的引用。注意,一个类也是一个对象。
1、有些程序员使用下面的第二种写法替代第一种比较运行时类的写法。应该避免这样做。
if((obj == null) || (obj.getClass() != this.getClass())) 

     return false


if(!(obj instanceof Test)) 

     return false// avoid 避免!
它违反了公约中的对称原则。
例如:假设Dog扩展了Aminal类。
dog instanceof Animal 得到true
animal instanceof Dog 得到false
这就会导致
animal.equls(dog) 返回true
dog.equals(animal) 返回false
仅当Test类没有子类的时候,这样做才能保证是正确的。
2、按照第一种方法实现,那么equals只能比较同一个类的对象,不同类对象永远是false。但这并不是强制要求的。一般我们也很少需要在不同的类之间使用equals。
3、在具体比较对象的字段的时候,对于基本值类型的字段,直接用 == 来比较(注意浮点数的比较,这是一个坑)对于引用类型的字段,你可以调用他们的equals,当然,你也需要处理字段为null 的情况。对于浮点数的比较,我在看Arrays.binarySearch的源代码时,发现了如下对于浮点数的比较的技巧:
if ( Double.doubleToLongBits(d1) == Double.doubleToLongBits(d2) ) 
//d1 和 d2 是double类型

if(  Float.floatToIntBits(f1) == Float.floatToIntBits(f2)  )      
//f1 和 f2 是d2是float类型
4、并不总是要将对象的所有字段来作为equals 的评判依据,那取决于你的业务要求。比如你要做一个家电功率统计系统,如果2个家电的功率一样,那就有足够的依据认为这2个家电对象等价了,至少在你这个业务逻辑背景下是等价的,并不关心他们的价钱啊,品牌啊,大小等其他参数。
5、最后需要注意的是,equals 方法的参数类型是Object,不要写错!

public int hashCode()

这个方法返回对象的散列码,返回值是int类型的散列码。
对象的散列码是为了更好的支持基于哈希机制的Java集合类,例如 Hashtable, HashMap, HashSet 等。
关于hashCode方法,一致的约定是:
  1. 重写了euqls方法的对象必须同时重写hashCode()方法。
  2. 如果2个对象通过equals调用后返回是true,那么这个2个对象的hashCode方法也必须返回同样的int型散列码
  3. 如果2个对象通过equals返回false,他们的hashCode返回的值允许相同。(然而,程序员必须意识到,hashCode返回独一无二的散列码,会让存储这个对象的hashtables更好地工作。)
在上面的例子中,Test类对象有2个字段,num和data,这2个字段代表了对象的状态,他们也用在equals方法中作为评判的依据。那么, 在hashCode方法中,这2个字段也要参与hash值的运算,作为hash运算的中间参数。这点很关键,这是为了遵守:2个对象equals,那么 hashCode一定相同规则。
也是说,参与equals函数的字段,也必须都参与hashCode 的计算。
合乎情理的是:同一个类中的不同对象返回不同的散列码。典型的方式就是根据对象的地址来转换为此对象的散列码,但是这种方式对于Java来说并不是唯一的要求的
的实现方式。通常也不是最好的实现方式。
相比 于 equals公认实现约定,hashCode的公约要求是很容易理解的。有2个重点是hashCode方法必须遵守的。约定的第3点,其实就是第2点的细化,下面我们就来看看对hashCode方法的一致约定要求。
第一:在某个运行时期间,只要对象的(字段的)变化不会影响equals方法的决策结果,那么,在这个期间,无论调用多少次hashCode,都必须返回同一个散列码。
第二:通过equals调用返回true 的2个对象的hashCode一定一样。
第三:通过equasl返回false 的2个对象的散列码不需要不同,也就是他们的hashCode方法的返回值允许出现相同的情况。
总结一句话:等价的(调用equals返回true)对象必须产生相同的散列码。不等价的对象,不要求产生的散列码不相同。

hashCode编写指导

在编写hashCode时,你需要考虑的是,最终的hash是个int值,而不能溢出。不同的对象的hash码应该尽量不同,避免hash冲突。
那么如果做到呢?下面是解决方案。
1、定义一个int类型的变量 hash,初始化为 7。
接下来让你认为重要的字段(equals中衡量相等的字段)参入散列运,算每一个重要字段都会产生一个hash分量,为最终的hash值做出贡献(影响)
最后把所有的分量都总和起来,注意并不是简单的相加。选择一个倍乘的数字31,参与计算。然后不断地递归计算,直到所有的字段都参与了。
int hash = 7;

hash = 31 * hash + 字段1贡献分量;

hash = 31 * hash + 字段2贡献分量;

…..

return hash
说明,以下的内容是我在google上找到并翻译整理的,其中加入了自己的话和一些例子,便于理解,但我能保证这并不影响整体准确性。
英文原文:http://www.javaranch.com/journal/2002/10/equalhash.html

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