hashcode 和equals 及HashSet判断对象相等

红太狼 2022-03-20 03:20 241阅读 0赞

hashcode()和equals()及HashSet判断对象相等。  
1. 首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的。  
public boolean equals(Object obj)  
    指示某个其他对象是否与此对象“相等”。  
     equals 方法在非空对象引用上实现相等关系：  
     \*  自反性：对于任何非空引用值 x，x.equals(x) 都应返回 true。  
     \*  对称性：对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时，x.equals(y) 才应返回 true。  
     \*  传递性：对于任何非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回 true，  
      并且 y.equals(z) 返回 true，那么 x.equals(z) 应返回 true。  
     \*  一致性：对于任何非空引用值 x 和 y，多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false，  
      前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。  
     \*  对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 都应返回 false。   
    注意：以上这五点是重写equals()方法时， 必须遵守的准则，如果违反会出现意想不到的结果  
    Object 类的 equals 方法实现的是对象上差别可能性最大的相等关系：  
    即，对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 x 和 y 引用同一个对象时，  
    此方法才返回 true（x == y 具有值 true）。  
  也就是说equals()方法在object类中定义如下：  
    public boolean equals(Object obj) \{  
  return (this == obj);  
  \}  
   对两个对象的地址值进行的比较（即比较引用是否相同）。  
    注意1：当此方法被重写时，通常有必要重写 hashCode 方法，以维护 hashCode 方法的常规协定，  
    该协定声明 相等对象必须具有相等的哈希码。  
 但是我们必需清楚，当String 、Math、还有Integer、Double。。。。等这些封装类在使用equals()方法时，  
 已经覆盖了object类的equals（）方法。比如在String类中如下：  
 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;  
 \}  
 很明显， 这是进行的内容比较，而已经不再是地址的比较 。依次类推Double、Integer、Math等等这些类都是重写了equals()方法的，  
 从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较，这个没有什么好说的。  
public int hashCode()  
     返回该对象的哈希码值。支持该方法是为哈希表提供一些优点，例如，java.util.Hashtable 提供的哈希表。  
     hashCode 的常规协定是：  
        \*  在 Java 应用程序执行期间，在同一对象上多次调用 hashCode 方法时，必须一致地返回相同的整数，  
         前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。从某一应用程序的一次执行到同一应用程序的另一次执行，  
         该整数无需保持一致。  
        \*  如果根据 equals(Object) 方法，两个对象是相等的，那么在两个对象中的每个对象上调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。  
        \* 以下情况 不是必需的： 如果根据 equals(java.lang.Object) 方法，两个对象不相等，  
         那么在两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法必定会生成不同的整数结果。  
          但是，程序员应该知道，为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能。   
    实际上，由 Object 类定义的 hashCode 方法确实会针对不同的对象返回不同的整数。  
    （这一般是通过将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的，但是 JavaTM 编程语言不需要这种实现技巧。） 。  
    当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法，  
    比如String、 Integer、Double。。。。等等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。  
    例如在String类中定义的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;  
  \}  
 解释一下这个程序（String的API中写到）：  
  s\[0\]\*31^(n-1) + s\[1\]\*31^(n-2) + ... + s\[n-1\]  
 使用 int 算法，这里 s 是字符串的第 i 个字符，n 是字符串的长度，^ 表示求幂。（空字符串的哈希码为 0。）  
 这里我们根据hashCode的常规协定首先要明白一个问题：  
  一， equals()相等的两个对象，hashcode()一定相等.  
  二， equals（）不相等的两个对象，却并不能证明他们的hashcode()不相等。  
   换句话说，equals()方法不相等的两个对象，hashcode()有可能相等。（我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的）。  
  三，反过来： hashcode()不等，一定能推出equals()也不等(因为如果equals()相等的话就和第一条矛盾了)；  
   hashcode()相等，equals()可能相等，也可能不等。  
2.hashset是根据什么原理来存取对象的呢？  
 在hashset中不允许出现重复对象，元素的位置也是不确定的。  
 在hashset中判断 两个对象是否重复的规则是：  
   1)， 判断两个对象的hashCode是否相等.

如果不相等，认为两个对象也不相等，完毕;    如果相等，转入2)  
  （这一点只是为了提高存储效率而要求的，其实理论上没有也可以，但如果没有，实际使用时效率会大大降低，  
   所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。）  
  2)， 判断两个对象用equals运算是否相等  
        如果不相等，认为两个对象也不相等;     如果相等，认为两个对象相等（equals()是判断两个对象是否相等的关键）  
 为什么是两条准则，难道用第一条不行吗？ 不行，因为前面已经说了，hashcode()相等时，equals()方法也可能不等，  
 所以必须用第2条准则进行限制，才能保证加入的为非重复元素 。  
 那么为什么不直接用equals()方法判断呢？  
  我想是因为效率的原因。很容易让hashcode()的效率比equals()高些，  
 因为它不必每次都重新算hash值，具体参照上面String的hashcode()实现  
例1：  
  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()等于s2.hashcode()  
 System.out.println(s2.hashCode());  
 Set hashset=new HashSet();  
 hashset.add(s1);  
 hashset.add(s2);  
 Iterator it=hashset.iterator();  
   while (it.hasNext())  
  \{  
    System.out.println(it.next());  
  \}  
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。  
输出结果为：

false  
true  
\-967303459  
\-967303459

zhaoxudong  
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法，所以在根据上面的第1.2条原则判定时，  
hashset认为它们是相等的对象，是重复添加。  
例2：  
  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;  
  \}  
 \}       
输出结果为：  
 1:zhangsan  
 1:zhangsan  
 3:wangwu  
 2:lisi  
问题出现了:为什么hashset添加了相等的元素呢，这是不是和hashset的原则违背了呢？回答是：没有  
 因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,"zhangsan")对象进行比较时，生成的是不同的哈希码值，  
 所以hashset把他当作不同的对象对待了，当然此时的 equals()方法返回的值也不等（这个不用解释了吧）。  
 那么为什么会生成不同的哈希码值呢？原因就在于我们自己写的Student类并没有重写自己的hashcode()和equals()方法，  
 所以在比较时，是继承的object类中的 hashcode()方法，它返回的是和对象地址（引用地址）对应的数，  
 使用new方法创建对象，两次生成的当然是不同的对象了，造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。  
 所以根据第一个准则，hashset会把它们当作不同的对象对待，自然也用不着第二个准则进行判定了。  
那么怎么解决这个问题呢？  
答案是：在Student类中重新hashcode()和equals()方法。  
例3：  
  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;  
  \}  
 \}  
根据重写的方法，即便两次调用了new Student(1,"zhangsan")，我们在获得对象的哈希码时，获得的哈希码肯定是一样的。  
当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。  
所以运行修改后的程序时，我们会发现运行结果是：  
1:zhangsan  
3:wangwu  
2:lisi  
可以看到重复元素的问题已经消除。  
例4：  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Random;  
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
public class  Test \{  
 /\*\*  
  \* @param args  
  \*/  
  public static void   main (String\[\] args) \{  
  HashSet<People> set=new HashSet();  
  set.add(new People("robin",1,21));  
  set.add(new People("hb",2,20));  
  set.add(new People("harry",3,30));  
  set.add(null);  
  People p4=new People("robin",4,25);  
  set.add(p4);  
  set.add(new People("yp",5,28));  
  for(People p:set)  
   System.out.println(p);  
 \}  
\}  
class  People \{  
 String name;  
 int id;  
 int age;  
  public  People(String name,int id)  
 \{  
  this(name,id,0);  
 \}  
  public  People(String name,int id,int age)  
 \{  
  this.name=name;  
  this.id=id;  
  this.age=age;  
 \}  
  public  String toString()  
 \{  
  return id+name+age;  
 \}  
  public boolean  equals(Object o)  
 \{  
  if(o==null)  
   return false;  
  if(!(o instanceof People))  
   return false;  
  People p=(People)o;  
  boolean res=name.equals(p.name);  
  if(res)  
   System.out.println("name "+name+" is double");  
  else  
   System.out.println(name+" vS "+p.name);  
  return res;  
 \}  
  public int  hashCode()  
 \{  
   return  name.hashCode();  
 \}  
\}  
结果：

name robin is double  
null  
1robin21  
3harry30  
5yp28  
2hb20  
注意1：当试图添加一个重复元素到hashset时，新元素并不会把旧元素替换掉，  
而只是新元素不会添加到hashset（不会抛异常。）

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