java中的hashcode

• hashcode的作用

　　对于包含容器类型的程序设计语言来说，基本上都会涉及到hashCode。在Java中也一样，hashCode方法的主要作用是为了配合基于散列的集合一起正常运行，这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。

　　当向集合中插入对象时，如何判别在集合中是否已经存在该对象了？也许大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较，这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据，如果采用equals方法去逐一比较，效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了，当集合要添加新的对象时，先调用这个对象的hashCode方法，得到对应的hashcode值。实际上在HashMap的具体实现中会用一个table数组保存HashMap的对象，并且在table数组中存放的Entry对象中保存着存放对象的hash值。如果table中没有该hashcode值，它就可以直接存进去，不用再进行任何比较了；如果存在该hashcode值， 就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址，所以这里存在一个冲突解决的问题，这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了。

　　更加通俗一点：Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息（比如对象的存储地址，对象的字段等）映射成一个数值，这个数值称作为散列值。可以把hashcode简单的理解为对象存储的物理地址。

　　看一下HashMap的put()方法的源代码便可以很好的理解hashcode的作用了。

public V put(K key, V value) {
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
}

　　put方法是用来向HashMap中添加新的元素，从put方法的具体实现可知，会先调用hashCode方法得到该元素的hashCode值，然后查看table中是否存在该hashCode值，如果存在则调用equals方法重新确定是否存在该元素，如果存在，则更新value值，否则将新的元素添加到HashMap中。从这里可以看出，hashCode方法的存在是为了减少equals方法的调用次数，从而提高程序效率。

　　是否可以使用hashcode来判断对象是否相等呢？不同的对象可能会生成相同的hashcode值。虽然不能根据hashcode值判断两个对象是否相等，但是可以直接根据hashcode值判断两个对象不等，如果两个对象的hashcode值不等，则必定是两个不同的对象。如果要判断两个对象是否真正相等，必须通过equals方法。

　　总结一下：

　　1、如果调用equals方法得到的结果为true，则两个对象的hashcode值必定相等；

　　2、如果equals方法得到的结果为false，则两个对象的hashcode值不一定不同；

 

 

 

　　3、如果两个对象的hashcode值不等，则equals方法得到的结果必定为false；

 

 

　　4、如果两个对象的hashcode值相等，则equals方法得到的结果未知。

 

• equals方法和hashCode方法

　　在设计一个类的时候，如果要重写equals方法，必须重写hashCode方法。

　　下面例子说明了hashcode()和equal()方法的作用：

public class Student {
    private int id;
    private String name;
    public Student(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        Student student = (Student)obj;
        return this.id==student.getId()&&this.name.equals(student.getName());
    }
    
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student(18, "Jack");
        
        System.out.println(s1.hashCode());
        Map<Student, String> map = new HashMap<Student,String>(); 
        
        map.put(s1, "1");
        
        System.out.println(map.get(new Student(18, "Jack")));
    }
}

　　这段代码输出的结果为null，就是因为重写equals方法的同时忘记重写hashCode方法。hashCode方法是将对象的存储地址进行映射。上面的s1和新生成的对象是两个不同的对象，存储地址不一样，所有输出null。

　　在HashMap的get()方法如下：

 

public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);

        return null == entry ? null : entry.getValue();
}
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }

        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

 

　　可以看出在HashMap的get（）方法中线比较hashcode值，如果hashcode相等，然后再进行比较equal()方法是否相等。

　　所以上述例子如果想输出1，必须要重写hashcode和equal方法，并且让equals方法和hashCode方法始终在逻辑上保持一致性。

 

 

　　总结一下：

　　1、在程序执行期间，只要equals方法的比较操作用到的信息没有被修改，那么对这同一个对象调用多次，hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。

　　2、如果两个对象根据equals方法比较是相等的，那么调用两个对象的hashCode方法必须返回相同的整数结果。

　　3、如果两个对象根据equals方法比较是不等的，则hashCode方法不一定得返回不同的整数。

　　另外，在设计hashCode方法和equals方法的时候，如果对象中的数据易变，则最好在equals方法和hashCode方法中不要依赖于该字段。如上面例子，学生添加一个年龄字段，如果hashcode依赖于年龄字段，那么每年对象的hashcode值是不一样的，所在HashMap的get方法就会取不到对象。

　　hashcode是用来区分对象是否相等的第一步，用hashcode可以减少比较时间。不能在对象加入到Hash容器中时修改对象属性，这样会导致内存泄漏（内存中的对象不能被正常清除掉）。Hash值只能针对hash容器来说。存放在Hash容器中的对象要认真设计hashcode()方法，减少hashcode冲突，这样其底层基本上是以数组实现的，否则就会退化为链表实现。