為何修改equals方法時(shí)還要重寫hashcode方法

雖然在實(shí)際開發(fā)中，我們已經(jīng)使用到散列集合(如HashMap),或也單獨(dú)學(xué)過散列（Hash）。

但是也會(huì)有很多人像我一樣，看到有些時(shí)候別人寫的pojo中有對(duì)對(duì)象內(nèi)hashcode函數(shù)做一個(gè)重寫，這就讓我重新思考為什么要這么做? 下面就讓我和你一起去探索一下吧!

Hash是什么?

Hash就是上文說到的散列，是把任意長(zhǎng)度的輸入(又叫做預(yù)映射pre-image）通過散列算法變換成固定長(zhǎng)度的輸出，該輸出就是散列值。它的理論時(shí)間復(fù)雜度是可以達(dá)到O(1),但一般來說，這個(gè)散列函數(shù)是極難設(shè)計(jì)的。說到散列值，就是通過散列函數(shù)轉(zhuǎn)化出來的：

如果兩個(gè)散列值是不一樣y(x1)!=y(x2)，那么這兩個(gè)散列值的原始輸入一定是不一樣的。

如果兩個(gè)散列值出現(xiàn)了相等，那么并不代碼這兩個(gè)散列值的原始輸入一定是一樣的，可能是屬于哈希碰撞(不同關(guān)鍵字經(jīng)過散列變換結(jié)果是一樣的的現(xiàn)象);

對(duì)于哈希函數(shù)有哪些我也不再介紹，想了解可以直接去查散列函數(shù)的。

Hashcode作用

很多情況下我們也許都會(huì)用到hash表來做提高查詢效率，那么這個(gè)hash表是如何提高效率的?其實(shí)就是基于上面所說的散列函數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)的散列函數(shù)，我們對(duì)于每一個(gè)關(guān)鍵字都有唯一的散列值，那么就能夠直接根據(jù)這個(gè)散列值直接就能找到元素在集合中的位置，從而獲得其值，這對(duì)于集合的一個(gè)個(gè)對(duì)象進(jìn)行比較來說，是提高了很多的。

通過以上操作，我們很容易就能理解為啥散列技術(shù)在查詢的復(fù)雜度是能達(dá)到O(1).

但是一般來說java都會(huì)內(nèi)置了hashcode的實(shí)現(xiàn),那為什么在寫對(duì)象的時(shí)候，只要對(duì)equals進(jìn)行重寫，都推薦對(duì)hashcode進(jìn)行重寫呢?

看HashCode的常規(guī)協(xié)定：

在 Java 應(yīng)用程序執(zhí)行期間，在同一對(duì)象上多次調(diào)用 hashCode 方法時(shí)，必須一致地返回相同的整數(shù)，前提是對(duì)象上 equals 比較中所用的信息沒有被修改。從某一應(yīng)用程序的一次執(zhí)行到同一應(yīng)用程序的另一次執(zhí)行，該整數(shù)無需保持一致。

如果根據(jù) equals(Object) 方法，兩個(gè)對(duì)象是相等的，那么在兩個(gè)對(duì)象中的每個(gè)對(duì)象上調(diào)用 hashCode 方法都必須生成相同的整數(shù)結(jié)果。

以下情況不 是必需的：

如果根據(jù) equals(java.lang.Object) 方法，兩個(gè)對(duì)象不相等，那么在兩個(gè)對(duì)象中的任一對(duì)象上調(diào)用 hashCode 方法必定會(huì)生成不同的整數(shù)結(jié)果。但是，程序員應(yīng)該知道，為不相等的對(duì)象生成不同整數(shù)結(jié)果可以提高哈希表的性能。

實(shí)際上，由 Object 類定義的 hashCode 方法確實(shí)會(huì)針對(duì)不同的對(duì)象返回不同的整數(shù)。（這一般是通過將該對(duì)象的內(nèi)部地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，但是 JavaTM 編程語言不需要這種實(shí)現(xiàn)技巧。）

當(dāng)equals方法被重寫時(shí)，通常有必要重寫 hashCode 方法，以維護(hù) hashCode 方法的常規(guī)協(xié)定，該協(xié)定聲明相等對(duì)象必須具有相等的哈希碼。

根據(jù)以上知道，java內(nèi)部的一個(gè)實(shí)現(xiàn)是以地址來的，如果對(duì)equals進(jìn)行重寫了，也就是對(duì)象你判斷相等時(shí)不再以java提供的方法，那么將來在使用hash表的時(shí)候，就會(huì)存在equals是相等的，但hashcode卻是不相等的!

所以建議：在修改equals的方法時(shí)，記得修改hashcode方法!!!

下面做個(gè)小例子

/**
 * @author: Kilig
 * @date: 2020/6/22 21:18
 * @description:
 */
public class User {
    private int id;
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof User)) return false;
        User user = (User) o;
        return getId() == user.getId();
    }
//    @Override
//    public int hashCode() {
//        return Objects.hash(getId());
//    }
}

public static void main(String[] args) {
        User a=new User();
        User b=new User();
        a.setId(1);
        b.setId(1);
        System.out.println(a.equals(b));
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
    }

運(yùn)行結(jié)果

嘗試將其放到set集合時(shí)

看到這結(jié)果顯然不是我們想要的，因?yàn)槲覂蓚€(gè)對(duì)象相等，其```hashcode也應(yīng)相等,然而結(jié)果卻是在不可重復(fù)的set集合中存了兩個(gè)對(duì)象，所以我們做一個(gè)改進(jìn)，對(duì)User進(jìn)行重寫hashcode``方法。

  @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(getId()); //使用默認(rèn)的hash函數(shù)處理關(guān)鍵字，這里是ID，我們認(rèn)為Id相等的用戶其就是同一個(gè)用戶
    }

然后看看set的結(jié)果：

的確符合我們預(yù)期結(jié)果。

基于以上的學(xué)習(xí)，我們也基本了解為啥在修改equals方法時(shí)也要對(duì)hashcode進(jìn)行修改。

Java重寫equals()方法的步驟

Java語言規(guī)范要求equals方法具有下面的特性：

1. 自反性：對(duì)于任何非空引用x，x.equals(x)應(yīng)該返回true
2. 對(duì)稱性：對(duì)于任何引用x和y，當(dāng)且僅當(dāng)y.equals(x)返回true，x.equals(y)也應(yīng)該返回true
3. 傳遞性：對(duì)于任何引用x和y和z，如果x.equal(y)返回true，y.equals(z)返回true，x.equals(z)也應(yīng)該返回true
4. 一致性：如果x和y引用的對(duì)象沒有發(fā)生變化，反復(fù)調(diào)用x.equals(y)應(yīng)該返回同樣的結(jié)果
5. 對(duì)于任意非空引用x，x.equals(null)應(yīng)該返回false

重寫equals()方法的步驟：

顯式參數(shù)命名為otherObject，稍后需要將它轉(zhuǎn)換成另一個(gè)叫做other的變量

檢測(cè)this與otherObject是否引用同一個(gè)對(duì)象

if (this == otherObject) 
    return true;

檢測(cè)otherObject是否為null，是則返回false

if (this == null) 
    return false;

比較this與otherObject是否屬于同一個(gè)類。如果equals的語義在每個(gè)子類中有所改變，就使用getClass檢測(cè)

if (getClass() != otherObject.getClass()) 
    return false;

如果所有的子類都擁有統(tǒng)一的語義，就使用instanceof檢測(cè)

if (!(otherObject instanceof ClassName)) 
    return false;

將otherObject轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的類類型變量

ClassName other = (ClassName) otherObject

將other需要比較的域成員都進(jìn)行比較，只要有一個(gè)不同都返回false

需要注意的是，如果重新定義了equals()方法，就必須重新定義hashCode()方法，以便用戶可以將對(duì)象插入到散列表中。

equals()方法與hashCode()方法的定義必須保持一致，即如果equals()返回true，則2個(gè)對(duì)象的hashCode()必須具有相同的值。

重寫equals()方法中有提到，我們需要將要比較的域成員都進(jìn)行比較，那么我們?cè)谥貙慼ashCode()方法時(shí)可以將這些域成員的散列值組合起來，這樣就能保證它與equals()方法具有一致性了。

假設(shè)需被比較的域成員為field_1、field_2與field_3，那么我們可以編寫一下hashCode()方法：

public int hashCode() {
    return Objects.hash(field_1, field_2, field_3);
}

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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