Java中的hashcode方法介绍

哈希表这个数据结构想必大多数人都不陌生，而且在很多地方都会利用到hash表来提高查找效率。在java的object类中有一个方法:

public native int hashcode();

根据这个方法的声明可知，该方法返回一个int类型的数值，并且是本地方法，因此在object类中并没有给出具体的实现。

为何object类需要这样一个方法？它有什么作用呢？今天我们就来具体探讨一下hashcode方法。

一.hashcode方法的作用

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。

为什么这么说呢？考虑一种情况，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？（注意：集合中不允许重复的元素存在）

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保存已经存进去的对象的hashcode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，说通俗一点：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。下面这段代码是java.util.hashmap的中put方法的具体实现：

public v put(k key, v value) {
    if (key == null)
      return putfornullkey(value);
    int hash = hash(key.hashcode());
    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。

有些朋友误以为默认情况下，hashcode返回的就是对象的存储地址，事实上这种看法是不全面的，确实有些jvm在实现时是直接返回对象的存储地址，但是大多时候并不是这样，只能说可能存储地址有一定关联。下面是hotspot jvm中生成hash散列值的实现：

static inline intptr_t get_next_hash(thread * self, oop obj) {
 intptr_t value = 0 ;
 if (hashcode == 0) {
   // this form uses an unguarded global park-miller rng,
   // so it's possible for two threads to race and generate the same rng.
   // on mp system we'll have lots of rw access to a global, so the
   // mechanism induces lots of coherency traffic.
   value = os::random() ;
 } else
 if (hashcode == 1) {
   // this variation has the property of being stable (idempotent)
   // between stw operations. this can be useful in some of the 1-0
   // synchronization schemes.
   intptr_t addrbits = intptr_t(obj) >> 3 ;
   value = addrbits ^ (addrbits >> 5) ^ gvars.stwrandom ;
 } else
 if (hashcode == 2) {
   value = 1 ;      // for sensitivity testing
 } else
 if (hashcode == 3) {
   value = ++gvars.hcsequence ;
 } else
 if (hashcode == 4) {
   value = intptr_t(obj) ;
 } else {
   // marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state
   // this is probably the best overall implementation -- we'll
   // likely make this the default in future releases.
   unsigned t = self->_hashstatex ;
   t ^= (t << 11) ;
   self->_hashstatex = self->_hashstatey ;
   self->_hashstatey = self->_hashstatez ;
   self->_hashstatez = self->_hashstatew ;
   unsigned v = self->_hashstatew ;
   v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
   self->_hashstatew = v ;
   value = v ;
 }
 
 value &= markoopdesc::hash_mask;
 if (value == 0) value = 0xbad ;
 assert (value != markoopdesc::no_hash, "invariant") ;
 tevent (hashcode: generate) ;
 return value;
}

该实现位于hotspot/src/share/vm/runtime/synchronizer.cpp文件下。

因此有人会说，可以直接根据hashcode值判断两个对象是否相等吗？肯定是不可以的，因为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。

也就是说对于两个对象，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；

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；

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

如果两个对象的hashcode值相等，则equals方法得到的结果未知。

二.equals方法和hashcode方法

在有些情况下，程序设计者在设计一个类的时候为需要重写equals方法，比如string类，但是千万要注意，在重写equals方法的同时，必须重写hashcode方法。为什么这么说呢？

下面看一个例子：

package com.cxh.test1;
import java.util.hashmap;
import java.util.hashset;
import java.util.set;
class people{
  private string name;
  private int age;
  public people(string name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  } 
  public void setage(int age){
    this.age = age;
  }
  @override
  public boolean equals(object obj) {
    // todo auto-generated method stub
    return this.name.equals(((people)obj).name) && this.age== ((people)obj).age;
  }
}
public class main {
  public static void main(string[] args) {
    people p1 = new people("jack", 12);
    system.out.println(p1.hashcode());
    hashmap<people, integer=""> hashmap = new hashmap<people, integer="">();
    hashmap.put(p1, 1);
    system.out.println(hashmap.get(new people("jack", 12)));
  }
}

在这里我只重写了equals方法，也就说如果两个people对象，如果它的姓名和年龄相等，则认为是同一个人。

这段代码本来的意愿是想这段代码输出结果为“1”，但是事实上它输出的是“null”。为什么呢？原因就在于重写equals方法的同时忘记重写hashcode方法。

虽然通过重写equals方法使得逻辑上姓名和年龄相同的两个对象被判定为相等的对象（跟string类类似），但是要知道默认情况下，hashcode方法是将对象的存储地址进行映射。那么上述代码的输出结果为“null”就不足为奇了。原因很简单，p1指向的对象和

system.out.println(hashmap.get(new people(“jack”, 12)));这句中的new people(“jack”, 12)生成的是两个对象，它们的存储地址肯定不同。下面是hashmap的get方法的具体实现：

public v get(object key) {
    if (key == null)
      return getfornullkey();
    int hash = hash(key.hashcode());
    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.equals(k)))
        return e.value;
    }
    return null;
  }

所以在hashmap进行get操作时，因为得到的hashcdoe值不同（注意，上述代码也许在某些情况下会得到相同的hashcode值，不过这种概率比较小，因为虽然两个对象的存储地址不同也有可能得到相同的hashcode值），所以导致在get方法中for循环不会执行，直接返回null。

因此如果想上述代码输出结果为“1”，很简单，只需要重写hashcode方法，让equals方法和hashcode方法始终在逻辑上保持一致性。

package com.cxh.test1;
import java.util.hashmap;
import java.util.hashset;
import java.util.set;
class people{
  private string name;
  private int age;
  public people(string name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  } 
  public void setage(int age){
    this.age = age;
  }
  @override
  public int hashcode() {
    // todo auto-generated method stub
    return name.hashcode()*37+age;
  }
  @override
  public boolean equals(object obj) {
    // todo auto-generated method stub
    return this.name.equals(((people)obj).name) && this.age== ((people)obj).age;
  }
}
public class main {
  public static void main(string[] args) {
    people p1 = new people("jack", 12);
    system.out.println(p1.hashcode());
    hashmap<people, integer=""> hashmap = new hashmap<people, integer="">();
    hashmap.put(p1, 1);
    system.out.println(hashmap.get(new people("jack", 12)));
  }
}

这样一来的话，输出结果就为“1”了。

下面这段话摘自effective java一书：

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。

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。

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。

对于第二条和第三条很好理解，但是第一条，很多时候就会忽略。在《java编程思想》一书中的p495页也有同第一条类似的一段话：

“设计hashcode()时最重要的因素就是：无论何时，对同一个对象调用hashcode()都应该产生同样的值。如果在讲一个对象用put()添加进hashmap时产生一个hashcdoe值，而用get()取出时却产生了另一个hashcode值，那么就无法获取该对象了。所以如果你的hashcode方法依赖于对象中易变的数据，用户就要当心了，因为此数据发生变化时，hashcode()方法就会生成一个不同的散列码”。

下面举个例子：

package com.cxh.test1;
import java.util.hashmap;
import java.util.hashset;
import java.util.set;
class people{
  private string name;
  private int age;
  public people(string name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  } 
  public void setage(int age){
    this.age = age;
  }
  @override
  public int hashcode() {
    // todo auto-generated method stub
    return name.hashcode()*37+age;
  }
  @override
  public boolean equals(object obj) {
    // todo auto-generated method stub
    return this.name.equals(((people)obj).name) && this.age== ((people)obj).age;
  }
}
public class main {
  public static void main(string[] args) {
    people p1 = new people("jack", 12);
    system.out.println(p1.hashcode());
    hashmap<people, integer=""> hashmap = new hashmap<people, integer="">();
    hashmap.put(p1, 1);
    p1.setage(13);
    system.out.println(hashmap.get(p1));
  }
}

这段代码输出的结果为“null”，想必其中的原因大家应该都清楚了。

因此，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。

以上属个人理解，如有不正之处，欢迎批评指正。

总结

以上就是本文关于java中的hashcode方法介绍的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站：java中的静态内部类详解及代码示例、java源码解析之object类、java使用randomaccessfile类基于指针读写文件实例代码等，有什么问题可以随时留言，小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持！