java中equals和hashcode方法总结

灰太狼 2022-05-17 05:04 259阅读 0赞

在java中，object是所有类的基类，它是一个具体类，主要的目的是定义一些基础的方法，共其它类调用，非final方法主要有equals、hashCode、toString，clone和finalize方法。

当子类要覆盖equals方法时，要遵循通用约定：

无需覆盖equals方法的情况

1、类的每一个实例本质上都是唯一的：主要针对代表实体的，如thread，非值类。

2、不关心类是否提供 逻辑相等 功能。

3、超类已经覆盖了equals方法，从超类继承的方法也使用于子类。

4、类是私有的或者是包级私有的，确定它的equals方法不会被条用。

需要覆盖equals方法：值类：有自己独特的“逻辑相等”，而且超类没有覆盖equals方法来实现期待的行为。

在覆盖equals方法时，要遵循的准则：

> 1、自反性 ：对任意引用值X，x.equals(x)的返回值一定为true.  
> 2 对称性： 对于任何引用值x,y,当且仅当y.equals(x)返回值为true时，x.equals(y)的返回值一定为true;  
> 3 传递性：如果x.equals(y)=true, y.equals(z)=true,则x.equals(z)=true  
> 4 一致性：如果参与比较的对象没任何改变，则对象比较的结果也不应该有任何改变  
> 5 非空性：任何非空的引用值X，x.equals(null)的返回值一定为false

一般的写法是：

>     @Override public boolean equals(Object o){
>           //类型检查
>           if(!(o instanceof MyClass){
>                 return false;
>           }
>          MyClass c = (MyClass)o;
>           //然后是成员变量的值检查
>         return c.id=this.id && c.name =this.name;
>     }

关键准则，在覆盖equals方法时，一定要覆盖hasCode方法。

因为在基于散列的集合中，标示类是基于散列值，一个类要有自己唯一的散列值，如果没有hascode方法，即使是相同的类，生成的散列值也是不同的，违反自反性。

一个好的hascode函数：为不相等的对象产生不相等的散列码，这样也比较困难，但是尽量平均的分散到各个散列值。

对一般的类而言，可以在根据各个域值在计算本类的哈希值。

大致是这样的：假如则个类有三个域：areaCode,prefix,lineNumber;

@Override public int hasCode(){
        int result = 17;
        result = 31*result +areaCode;
        result = 31*result + prefix;
        result = 31*result + lineNumber;
        return result;
    }

如果一个类是不可变类，而且计算散列码的开销比较大的话，可以缓存散列码。

private volatile int hashCode;
    
    @Override public int hashCode(){
        int result = hashCode;
        if(result == 0){

//像上面那样重新计算散列码        
        }
        return result;
    }

Cloneable接口是为了说明 这样的对象允许克隆，但是object的clone方法是受保护的。

插一个简单使用clone的例子，如果一个对象内部有可变对象实例的话，public API不应该直接返回该对象的引用，以防调用方的code改变该对象的内部状态。这个时候可以返回该对象的clone。

问题来了，什么叫一模一样。  
一般来说，有  
x.clone() != x  
x.clone().getClass() == x.getClass()  
x.clone().equals(x)  
但是这些都不是强制的。  
我们需要什么样的clone就搞出什么样的clone好了。  
一般而言，我们要的clone应该是这样的。copy和原型的内容一样，但是又是彼此隔离的。即在clone之后，改变其中一个不影响另外一个。  
  
  
Object的clone以及为什么如此实现  
  
Object的clone的行为是最简单的。以堆上的内存存储解释的话（不计内务内存），对一个对象a的clone就是在堆上分配一个和a在堆上所占存储空间一样大的一块地方，然后把a的堆上内存的内容复制到这个新分配的内存空间上。  
看例子。  
Java代码class User \{   
 String name;  
 int age;  
\}  
  
class Account implements Cloneable \{   
 User user;  
 long balance;  
  
 @Override  
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException \{   
 return super.clone();  
 \}  
\}  
  
  
Java代码//user  
 User user = new User();   
 user.name = "user";   
 user.age = 20;  
 // account.   
 Account account = new Account();   
 account.user = user;   
 account.balance = 10000;   
 // copy.   
 Account copy = (Account) account.clone();   
  
 // balance因为是primitive，所以copy和原型是相等且独立的。   
 Assert.assertEquals(copy.balance,account.balance);   
 copy.balance =20000;  
// 改变copy不影响原型。   
 Assert.assertTrue(copy.balance != account.balance);   
  
 // user因为是引用类型，所以copy和原型的引用是同一的。   
 Assert.assertTrue(copy.user == account.user);   
 copy.user.name = "newName";   
 // 改变的是同一个东西。   
 Assert.assertEquals("newName", account.user.name);   
  
[![e13f34dd56c03db077c63858.jpg][]][e13f34dd56c03db077c63858.jpg 1]  
  
  
恩，默认实现是帮了我们一些忙，但是不是全部。  
primitive的确做到了相等且隔离。  
引用类型仅仅是复制了一下引用，copy和原型引用的东西是一样的。  
这个就是所谓的浅copy了。  
要实现深copy，即复制原型中对象的内存copy，而不仅仅是一个引用。只有自己动手了。  
等等，是不是所有的引用类型都需要深copy呢？  
不是！  
我们之所以要深copy，是因为默认的实现提供的浅copy不是隔离的，换言之，改变copy的东西，会影响到原型的内部。比如例子中，改变copy的user的name，影响了原型。  
如果我们要copy的类是不可变的呢，如String，没有方法可以改变它的内部状态呢。  
Java代码class User implements Cloneable \{ String name; int age; @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException \{ return super.clone(); \} \} class User implements Cloneable \{   
 String name;   
 int age;   
  
 @Override   
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException \{   
 return super.clone();   
 \}   
 \}   
Java代码// user.   
User user = new User();   
user.name = "user";   
user.age = 20;   
  
 // copy   
 User copy = (User) user.clone();   
  
// age因为是primitive，所以copy和原型是相等且独立的。   
 Assert.assertEquals(copy.age, user.age);   
 copy.age = 30;   
 // 改变copy不影响原型。   
 Assert.assertTrue(copy.age != user.age);   
  
 // name因为是引用类型，所以copy和原型的引用是同一的。   
 Assert.assertTrue(copy.name == user.name);   
 // String为不可变类。没有办法可以通过对copy.name的字符串的操作改变这个字符串。   
 // 改变引用新的对象不会影响原型。   
 copy.name = "newname";   
 Assert.assertEquals("newname", copy.name);   
 Assert.assertEquals("user", user.name);   
 可见，在考虑clone时，primitive和不可变对象类型是可以同等对待的。  
  
java为什么如此实现clone呢？  
也许有以下考虑。  
1 效率和简单性，简单的copy一个对象在堆上的的内存比遍历一个对象网然后内存深copy明显效率高并且简单。  
2 不给别的类强加意义。如果A实现了Cloneable，同时有一个引用指向B，如果直接复制内存进行深copy的话，意味着B在意义上也是支持Clone的，但是这个是在使用B的A中做的，B甚至都不知道。破坏了B原有的接口。  
3 有可能破坏语义。如果A实现了Cloneable，同时有一个引用指向B，该B实现为单例模式，如果直接复制内存进行深copy的话，破坏了B的单例模式。  
4 方便且更灵活，如果A引用一个不可变对象，则内存deep copy是一种浪费。Shadow copy给了程序员更好的灵活性。  
  
如何clone  
clone三部曲。  
1 声明实现Cloneable接口。  
2 调用super.clone拿到一个对象，如果父类的clone实现没有问题的话，在该对象的内存存储中，所有父类定义的field都已经clone好了，该类中的primitive和不可变类型引用也克隆好了，可变类型引用都是浅copy。  
3 把浅copy的引用指向原型对象新的克隆体。  
给个例子。  
Java代码class User implements Cloneable \{   
 String name;  
 int age;  
  
 @Override  
 public User clone() throws CloneNotSupportedException \{   
 return (User) super.clone();  
 \}  
 \}  
  
 class Account implements Cloneable \{   
 User user;  
 long balance;  
  
 @Override  
 public Account clone() throws CloneNotSupportedException \{   
 Account account = null;  
  
 account = (Account) super.clone();  
 if (user != null) \{   
 account.user = user.clone();  
 \}  
  
 return account;  
 \}  
 \}  
  
  
[![831b41efc5170ab0cf1b3e58.jpg][]][831b41efc5170ab0cf1b3e58.jpg 1]  
  
  
对clone的态度  
  
clone嘛，我觉得是个好东西，毕竟系统默认实现已经帮我们做了很多事情了。  
但是它也是有缺点的。  
1 手工维护clone的调用链。这个问题不大，程序员有责任做好。  
2 如果class的field是个final的可变类，就不行了。三部曲的第三步没有办法做了。  
  
考虑一个类对clone的态度，有如下几种。  
1 公开支持：好吧，按照clone三部曲实现吧。前提是父类支持（公开或者默默）。  
2 默默支持：不实现Cloneable接口，但是在类里面有正确的protected的clone实现，这样，该类不支持clone，但是它的子类如果想支持的话也不妨碍。  
3 不支持：好吧，为了明确该目的，提供一个抛CloneNotSupportedException 异常的protected的clone实现。  
4 看情况支持：该类内部可以保存其他类的实例，如果其他类支持则该类支持，如果其他类不支持，该类没有办法，只有不支持。  
  
  
其他的选择  
  
可以用原型构造函数，或者静态copy方法来手工制作一个对象的copy。  
好处是即使class的field为final，也不会影响该方法的使用。不好的地方是所有的primitive赋值都得自己维护。  
  
  
和Serializable的比较  
  
使用Serializable同样可以做到对象的clone。但是：  
Cloneable本身就是为clone设计的，虽然有一些缺点，但是如果它可以clone的话无疑用它来做clone比较合适。如果不行的话用原型构造函数，或者静态copy方法也可以。  
  
Serializable制作clone的话，添加了太多其它的东西，增加了复杂性。  
1 所有的相关的类都得支持Serializable。这个相比支持Cloneable只会工作量更大  
2 Serializable添加了更多的意义，除了提供一个方法用Serializable制作Clone，该类等于也添加了其它的public API，如果一个类实现了Serializable，等于它的2进制形式就已经是其API的一部分了，不便于该类以后内部的改动。  
3 当类用Serializable来实现clone时，用户如果保存了一个老版本的对象2进制，该类升级，用户用新版本的类反系列化该对象，再调用该对象用Serializable实现的clone。这里为了一个clone的方法又引入了类版本兼容性的问题。不划算。  
  
  
性能  
  
不可否认，JVM越来越快了。  
但是系统默认的native实现还是挺快的。  
clone一个有100个元素的int数组，用系统默认的clone比静态copy方法快2倍左右。

[e13f34dd56c03db077c63858.jpg]: /images/20220517/2115c8757d5742949f9f5db6eb5e3cb6.png
[e13f34dd56c03db077c63858.jpg 1]: http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html#blogid=4de067e40100lgl7&url=http://s10.sinaimg.cn/orignal/4de067e4g921ef712ed89
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