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为何修改equals方法时还要重写hashcode方法的原因分析

程序员文章站 2022-04-05 12:37:42
为何修改equals方法时还要重写hashcode方法虽然在实际开发中,我们已经使用到散列集合(如hashmap),或也单独学过散列(hash)。但是也会有很多人像我一样,看到有些时候别人写的pojo...

为何修改equals方法时还要重写hashcode方法

虽然在实际开发中,我们已经使用到散列集合(如hashmap),或也单独学过散列(hash)。

但是也会有很多人像我一样,看到有些时候别人写的pojo中有对对象内hashcode函数做一个重写,这就让我重新思考为什么要这么做? 下面就让我和你一起去探索一下吧!

hash是什么?

hash就是上文说到的散列,是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。它的理论时间复杂度是可以达到o(1),但一般来说,这个散列函数是极难设计的。说到散列值,就是通过散列函数转化出来的:

如果两个散列值是不一样y(x1)!=y(x2),那么这两个散列值的原始输入一定是不一样的。

如果两个散列值出现了相等,那么并不代码这两个散列值的原始输入一定是一样的,可能是属于哈希碰撞(不同关键字经过散列变换结果是一样的的现象);

对于哈希函数有哪些我也不再介绍,想了解可以直接去查散列函数的。

hashcode作用

很多情况下我们也许都会用到hash表来做提高查询效率,那么这个hash表是如何提高效率的?其实就是基于上面所说的散列函数,根据设计的散列函数,我们对于每一个关键字都有唯一的散列值,那么就能够直接根据这个散列值直接就能找到元素在集合中的位置,从而获得其值,这对于集合的一个个对象进行比较来说,是提高了很多的。

为何修改equals方法时还要重写hashcode方法的原因分析

通过以上操作,我们很容易就能理解为啥散列技术在查询的复杂度是能达到o(1).

但是一般来说java都会内置了hashcode的实现,那为什么在写对象的时候,只要对equals进行重写,都推荐对hashcode进行重写呢?

看hashcode的常规协定:

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equals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。

根据以上知道,java内部的一个实现是以地址来的,如果对equals进行重写了,也就是对象你判断相等时不再以java提供的方法,那么将来在使用hash表的时候,就会存在equals是相等的,但hashcode却是不相等的!

所以建议:在修改equals的方法时,记得修改hashcode方法!!!

下面做个小例子

/**
 * @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());
    }

运行结果

为何修改equals方法时还要重写hashcode方法的原因分析

尝试将其放到set集合时

为何修改equals方法时还要重写hashcode方法的原因分析

看到这结果显然不是我们想要的,因为我两个对象相等,其```hashcode也应相等,然而结果却是在不可重复的set集合中存了两个对象,所以我们做一个改进,对user进行重写hashcode``方法。

  @override
    public int hashcode() {
        return objects.hash(getid()); //使用默认的hash函数处理关键字,这里是id,我们认为id相等的用户其就是同一个用户
    }

然后看看set的结果:

为何修改equals方法时还要重写hashcode方法的原因分析

的确符合我们预期结果。

基于以上的学习,我们也基本了解为啥在修改equals方法时也要对hashcode进行修改。

java重写equals()方法的步骤

java语言规范要求equals方法具有下面的特性:

  1. 自反性:对于任何非空引用x,x.equals(x)应该返回true
  2. 对称性:对于任何引用x和y,当且仅当y.equals(x)返回true,x.equals(y)也应该返回true
  3. 传递性:对于任何引用x和y和z,如果x.equal(y)返回true,y.equals(z)返回true,x.equals(z)也应该返回true
  4. 一致性:如果x和y引用的对象没有发生变化,反复调用x.equals(y)应该返回同样的结果
  5. 对于任意非空引用x,x.equals(null)应该返回false

重写equals()方法的步骤:

显式参数命名为otherobject,稍后需要将它转换成另一个叫做other的变量

检测this与otherobject是否引用同一个对象

if (this == otherobject) 
    return true;

检测otherobject是否为null,是则返回false

if (this == null) 
    return false;

比较this与otherobject是否属于同一个类。如果equals的语义在每个子类中有所改变,就使用getclass检测

if (getclass() != otherobject.getclass()) 
    return false;

如果所有的子类都拥有统一的语义,就使用instanceof检测

if (!(otherobject instanceof classname)) 
    return false;

将otherobject转换成相应的类类型变量

classname other = (classname) otherobject

将other需要比较的域成员都进行比较,只要有一个不同都返回false

需要注意的是,如果重新定义了equals()方法,就必须重新定义hashcode()方法,以便用户可以将对象插入到散列表中。

equals()方法与hashcode()方法的定义必须保持一致,即如果equals()返回true,则2个对象的hashcode()必须具有相同的值。

重写equals()方法中有提到,我们需要将要比较的域成员都进行比较,那么我们在重写hashcode()方法时可以将这些域成员的散列值组合起来,这样就能保证它与equals()方法具有一致性了。

假设需被比较的域成员为field_1、field_2与field_3,那么我们可以编写一下hashcode()方法:

public int hashcode() {
    return objects.hash(field_1, field_2, field_3);
}

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。