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hashCode() 和 equals()的问题解答及重写示范

2020-02-04 16:03:29来源：博客园阅读 ()

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？

4 java 如何重写equal 和hashcode方法

第1部分 equals() 的作用

equals() 的作用是用来判断两个对象是否相等。

java对equals()的要求。有以下几点：

对称性：如果x.equals(y)返回是"true"，那么y.equals(x)也应该返回是"true"。
反射性：x.equals(x)必须返回是"true"。
类推性：如果x.equals(y)返回是"true"，而且y.equals(z)返回是"true"，那么z.equals(x)也应该返回是"true"。
一致性：如果x.equals(y)返回是"true"，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是"true"。
非空性，x.equals(null)，永远返回是"false"；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是"false"。

equals() 定义在JDK的Object.java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()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fasle。

下面根据“类是否覆盖equals()方法”，将它分为2类。

(01) 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是不是同一个对象。这时，等价于通过“==”去比较这两个对象。

(02) 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 (EqualsTest1.java)：

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

/**
 * @desc equals()的测试程序。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class EqualsTest1{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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;
        }
    }
}

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 (EqualsTest2.java)：

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

/**
 * @desc equals()的测试程序。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class EqualsTest2{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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 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：
true

结果分析：
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。

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。即，判断两个对象是不试同一个对象。

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况(前面第1部分已详细介绍过)：
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，等价于通过“==”比较这两个对象。
情况2，类覆盖了equals()方法。一般，我们都覆盖equals()方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回true(即，认为这两个对象相等)。

下面，通过示例比较它们的区别。

代码如下：

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

/**
 * @desc equals()的测试程序。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class EqualsTest3{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        System.out.printf("p1.equals(p2) : %s\n", p1.equals(p2));
        System.out.printf("p1==p2 : %s\n", p1==p2);
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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 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==p2 : false

结果分析：
在EqualsTest3.java 中：

(01) p1.equals(p2)
这是判断p1和p2的内容是否相等。因为Person覆盖equals()方法，而这个equals()是用来判断p1和p2的内容是否相等，恰恰p1和p2的内容又相等；因此，返回true。

(02) p1==p2
这是判断p1和p2是否是同一个对象。由于它们是各自新建的两个Person对象；因此，返回false。

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。

至此，我们搞清楚了：hashCode()的作用是获取散列码。

为了能理解后面的内容，这里简单的介绍一下散列码的作用。

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。
    由此可知，若两个元素相等，它们的散列码一定相等；但反过来确不一定。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！

对“hashCode()的作用”就谈这么多。

第4部分 hashCode() 和 equals() 的关系

接下面，我们讨论另外一个话题。网上很多文章将 hashCode() 和 equals 关联起来，有的讲的不透彻，有误导读者的嫌疑。在这里，我自己梳理了一下 “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。

1. 第一种不会创建“类对应的散列表”

     这里所说的“不会创建类对应的散列表”是说：我们不会在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，不会创建该类的HashSet集合。

    在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”没有半毛钱关系的！
    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()。

下面，我们通过示例查看类的两个对象相等以及不等时hashCode()的取值。

源码如下 (NormalHashCodeTest.java)：

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

/**
 * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class NormalHashCodeTest{

    public static void main(String[] args) {
        // 新建2个相同内容的Person对象，
        // 再用equals比较它们是否相等
        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());
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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 覆盖equals方法 
         */  
        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(1169863946) p2(1901116749)
p1.equals(p3) : false; p1(1169863946) p3(2131949076)

从结果也可以看出：p1和p2相等的情况下，hashCode()也不一定相等。

2. 第二种会创建“类对应的散列表”

    这里所说的“会创建类对应的散列表”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 (ConflictHashCodeTest1.java)：

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

/**
 * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
public class ConflictHashCodeTest1{

    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);

        // 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());
        // 打印set
        System.out.printf("set:%s\n", set);
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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 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(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。

下面，我们同时覆盖equals() 和 hashCode()方法。

参考代码 (ConflictHashCodeTest2.java)：

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

/**
 * @desc 比较equals() 返回true 以及 返回false时， hashCode()的值。
 *
 * @author skywang
 * @emai kuiwu-wang@163.com
 */
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);
    }

    /**
     * @desc Person类。
     */
    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]

结果分析：

    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。

第5部分 java 如何重写equal 和hashcode方法

重写方法

实现高质量的equals方法的诀窍包括

使用==操作符检查“参数是否为这个对象的引用”；
使用instanceof操作符检查“参数是否为正确的类型”；
对于类中的关键属性，检查参数传入对象的属性是否与之相匹配；
编写完equals方法后，问自己它是否满足对称性、传递性、一致性；
重写equals时总是要重写hashCode；
不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型，在重写时不要忘掉@Override注解。

public boolean equals(Object otherObject){       //测试两个对象是否是同一个对象，是的话返回true
           if(this == otherObject) {  //测试检测的对象是否为空，是就返回false
               return true;   
           } 
           if(otherObject == null) {  //测试两个对象所属的类是否相同，否则返回false
               return false;       
           }
           if(getClass() != otherObject.getClass()) {  //对otherObject进行类型转换以便和类A的对象进行比较
               return false; 
           }       
           A other=(A)otherObject; 
           return Object.equals(类A对象的属性A，other的属性A）&&类A对象的属性B==other的属性B……;
    }

例子

public class TestEquals {

    public static void main(String[] args) {
        Person2 p1 = new Person2("aa", 13);
        Person2 p2 = new Person2("aa", 13);
        Person2 p3 = new Person2("bb", 13);
        System.out.println(p1.equals(p2)); // true
        System.out.println(p1.equals(p3)); // false
    }

}

class Person2 {
    private String name;
    private int age;
 
    public Person2(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    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 equals(Object another) {
 
        //先判断是不是自己,提高运行效率
        if (this == another)
            return true;
 
        //再判断是不是Person类,提高代码的健壮性
        if (another instanceof Person2) {
 
            //向下转型,父类无法调用子类的成员和方法
            Person2 anotherPerson = (Person2) another;
 
            //最后判断类的所有属性是否相等，其中String类型和Object类型可以用相应的equals()来判断
            if ((this.getName().equals(anotherPerson.getName())) && (this.getAge() == anotherPerson.getAge()))
                return true;
        } else {
            return false;
        }
 
        return false;
    }
}

hashCode相关

实现hashCode方法的通用约定

在应用程序的执行期间，只要对象的equals方法的比较操作所用到的信息没有被修改，那么对这个同一对象调用多次，hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。在同一个应用程序的多次执行过程中，每次执行所返回的整数可以不一致。

如果两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法都必须产生同样的整数结果。反之，如果两个对象hashCode方法返回整数结果一样，则不代表两个对象相等，因为equals方法可以被重载。

如果两个对象根据equals(Object)方法比较是不相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法，则不一定要产生不同的整数结果。但，如果能让不同的对象产生不同的整数结果，则有可能提高散列表的性能。

hashCode散列码计算（来自：Effective Java）

把某个非零的常数值，比如17，保存在一个名为result的int类型的变量中。

对于对象中每个关键域f(指equals方法中涉及的每个域)，完成以下步骤：

为该域计算int类型的散列码c：

如果该域是boolean类型，则计算(f?1:0)。

如果该域是byte，char，short或者int类型，则计算(int)f。

如果该域是long类型，则计算(int)(f^(f>>>32))。

如果该域是float类型，则计算Float.floatToIntBits(f)。

如果该域是double类型，则计算Double.doubleToLongBits(f)，然后按照步骤2.1.3，为得到的long类型值计算散列值。

如果该域是一个对象引用，并且该类的equals方法通过递归地调用equals的方式来比较这个域，则同样为这个域递归地调用hashCode。如果需要更复杂的比较，则为这个域计算一个范式(canonical representation)，然后针对这个范式调用hashCode。如果这个域的值为null，则返回0(其他常数也行)。

如果该域是一个数组，则要把每一个元素当做单独的域来处理。也就是说，递归地应用上述规则，对每个重要的元素计算一个散列码，然后根据步骤2.2中的做法把这些散列值组合起来。如果数组域中的每个元素都很重要，可以利用发行版本1.5中增加的其中一个Arrays.hashCode方法。

按照下面的公式，把步骤2.1中计算得到的散列码c合并到result中：result = 31 * result + c; //此处31是个奇素数，并且有个很好的特性，即用移位和减法来代替乘法，可以得到更好的性能：`31*i == (i<<5) - i，现代JVM能自动完成此优化。

返回result

检验并测试该hashCode实现是否符合通用约定。

@Override
   public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + mInt;
        result = 31 * result + (mBoolean ? 1 : 0);
        result = 31 * result + Float.floatToIntBits(mFloat);
        result = 31 * result + (int)(mLong ^ (mLong >>> 32));
        long mDoubleTemp = Double.doubleToLongBits(mDouble);
        result =31 * result + (int)(mDoubleTemp ^ (mDoubleTemp >>> 32));
        result = 31 * result + (mString == null ? 0 : mMsgContain.hashCode());
        result = 31 * result + (mObj == null ? 0 : mObj.hashCode());
        return result;
    }

参考：

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html

https://www.cnblogs.com/myseries/p/10977868.html

原文链接:https://www.cnblogs.com/chen-chen-chen/p/12259694.html
如有疑问请与原作者联系

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