hashcode和equals为何要同时重写

浅谈为何要重写 hashcode()与equals()

    首先，这两个方法都来自于Object对象，根据API文档查看下原意。(1)public boolean equals(Objectobj)，对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 x 和 y 引用同一个对象时，此方法才返回 true；注意：当此方法被重写时，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。（2）public int hashCode() 返回该对象的哈希码值。支持该方法是为哈希表提供一些优点，例如，java.util.Hashtable 提供的哈希表。

    我们知道，如果不重写equals，那么比较的将是对象的引用是否指向同一块内存地址，重写之后目的是为了比较两个对象的value值是否相等。特别指出，此时，利用equals比较八大包装对象（如int，float等）和String类（因为该类已重写了equals和hashcode方法）对象时，默认比较的是值，在比较其它对象都是比较的引用地址。那产生了一个问题，为什么jdk中希望我们在重写equals时，非常有必要重写hashcode呢？

    我的理解是hashcode是用于散列数据的快速存取，如利用HashSet/HashMap/Hashtable类来存储数据时，都是根据存储对象的hashcode值来进行判断是否相同的。这样如果我们对一个对象重写了euqals，意思是只要对象的成员变量值都相等那么euqals就等于true，但不重写hashcode，那么我们再new一个新的对象，当原对象.equals（新对象）等于true时，两者的hashcode却是不一样的，由此将产生了理解的不一致，如在存储散列集合时（如Set类），将会存储了两个值一样的对象，导致混淆，因此，就也需要重写hashcode。为了保证这种一致性，必须满足以下两个条件：

    (1)当obj1.equals(obj2)为true时，obj1.hashCode() == obj2.hashCode()必须为true
    (2)当obj1.hashCode() == obj2.hashCode()为false时，obj1.equals(obj2)必须为false

     下面，通过一个简单的例子来验证一下。

import java.util.*;

class BeanA {
private int i;

public BeanA(int i) {
   this.i = i;
}

public String toString() {
   return "   " + i;
}

public boolean equals(Object o) {
   BeanA a = (BeanA) o;
   return (a.i == i) ? true : false;
}

public int hashCode() {
   return i;
}

}

public class HashCodeTest {

public static void main(String[] args) {
   HashSet<BeanA> set = new HashSet<BeanA>();
   for (int i = 0; i <= 3; i++){
    set.add(new BeanA(i));
   }
   System.out.println(set);
   set.add(new BeanA(1));
   System.out.println(set.toString());
   System.out.println(set.contains(new BeanA(0)));
   System.out.println(set.add(new BeanA(1)));
   System.out.println(set.add(new BeanA(4)));
   System.out.println(set);

}

}

我们在类BeanA中重写了equals和hashcode方法，这样在存储到HashSet数据集中，将保证不会出现重复的数据；如果把这两个方法去掉后，那些重复的数据仍会存入HashSet中，这就与HashSet强调的元素唯一性相违背，大家可以把这两个方法注释掉再运行一下。

因此，我们就可以理解在一些java类中什么情况下需要重写equals和hashcode。比如：在hibernate的实体类中，往往通过一个主键（或唯一标识符）来判断数据库的某一行，这就需要重写这两个方法。因为，Hibernate保证，仅在特定会话范围内，持久化标识（数据库的行）和Java标识是等价的。因此，一旦 我们混合了从不同会话中获取的实例，如果希望Set有明确的语义，就必 须实现equals() 和hashCode()。

如果你的对象想散列存储的集合中或者想作为散列Map的Key时(HashSet、HashMap、Hashtable等)那么你必须重写equals()方法，这样才能保证唯一性。在重写equals()方法的同时，必须重写hashCode()方法？当然，在这种情况下，你不想重写hashCode()方法，也没有错，但是sun建议这么做，重写hashCode只是技术要求(为了提高效率)。

      当在散列集合中放入key时，将自动查看key对象的hashCode值，若此时放置的hashCode值和原来已有的hashCode值相等，则自动调用equals()方法，若此时返回的为true则表示该key为相同的key值，只会存在一份。

      Object中关于hashCode和equals方法的定义为：

Java代码  

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}
public native int hashCode();

      基类的hashCode是一个native方法，访问操作系统底层，它得到的值是与这个对象在内存中的地址有关。

      Object的不同子类对于equals和hashCode方法有其自身的实现方式，如Integer和String等。
            equals相等的，hashCode必须相等 
            hashCode不等的，则 equals也必定不等。 
            hashCode相等的 equals不一定相等(但最好少出现 hashCode相等的情况)。

      HashMap的put(K, Value)方法提供了一个根据K的hashCode来计算Hash码的方法hash() 

Java代码  

transient Entry[] table;
public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);        //HashMap支持null的key
    int hash = hash(key.hashCode());        //根据key的hashCode计算Hash值
    int i = indexFor(hash, table.length);   //搜索指定Hash值在对应table中的索引
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {    //在i索引处Entry不为空，循环遍历e的下一个元素
        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;
        }
    }
    //若i索引处Entry为null，表明此处还没有Entry
    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);  //将key、value添加到i索引处
    return null;
}

static int hash(int h) {
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

     对于任意给定的对象，只有它的hashCode()返回值相同，那么程序调用hash(int h)方法所计算得到的Hash码值总是相同的。接下来会调用indexFor(int h, int length)方法来计算该对象应该保存在table数组的哪个索引处。 

Java代码  

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}

     它总是通过h & (table.length - 1)来得到该对象的保存位置--而HashMap底层数组的长度总是2的n次方，这样就保证了得到的索引值总是位于table数组的索引之内。
     当通过key-value放入HashMap时，程序就根据key的hashCode()来觉得Entry的存储位置：若两个Entry的key的hashCode()相同那么他们的存储位置相同；若两个Entry的key的equals()方法返回true则新添加Entry的value将覆盖原有Entry的value，但key不会覆盖；若两个Entry的key的equals()方法返回false则新加的Entry与集合中原有的Entry形成Entry链。

Java代码  

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
    if (size++ >= threshold)     //size保存了HashMap中所包含的key-value对的数量
        resize(2 * table.length);   //扩充table对象的长度2倍
}

     HashSet的add(E)的实现是通过HashMap的put方法来实现的。(HashSet内部是通过HashMap来实现的,TreeSet则是通过TreeMap来实现的)

Java代码  

public V get(Object key) {
    if (key == null)
        return getForNullKey();
    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)))
            return e.value;
    }
    return null;
}

    根据key的hashCode计算器Hash值，然后取得该Hash值在表table的索引，取得该索引i对应的table中的Entry，判断key的equals()。