Java提高学习之Object(4)

哈希码

问：

hashCode()

方法是用来做什么的？

答：

hashCode()

方法返回给调用者此对象的哈希码（其值由一个hash函数计算得来）。这个方法通常用在基于hash的集合类中，像

java.util.HashMap

,

java.until.HashSet

和

java.util.Hashtable

.

问： 在类中覆盖

equals()

的时候，为什么要同时覆盖

hashCode()

？

答： 在覆盖

equals()

的时候同时覆盖

hashCode()

可以保证对象的功能兼容于hash集合。这是一个好习惯，即使这些对象不会被存储在hash集合中。

问：

hashCode()

有什么一般规则？

答：

hashCode()

的一般规则如下：

在同一个Java程序中，对一个相同的对象，无论调用多少次

hashCode()

，

hashCode()

返回的整数必须相同，因此必须保证

equals()

方法比较的内容不会更改。但不必在另一个相同的Java程序中也保证返回值相同。

如果两个对象用

equals()

方法比较的结果是相同的，那么这两个对象调用

hashCode()

应该返回相同的整数值。

当两个对象使用

equals()

方法比较的结果是不同的，

hashCode()

返回的整数值可以不同。然而，

hashCode()

的返回值不同可以提高哈希表的性能。

问： 如果覆盖了

equals()

却不覆盖

hashCode()

会有什么后果？

答： 当覆盖

equals()

却不覆盖

hashCode()

的时候，在hash集合中存储对象时就会出现问题。例如，参考代码清单2.

代码清单2：当hash集合只覆盖

equals()

时的问题

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

final class Employee
{
private String name;
private int age;

Employee(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public boolean equals(Object o)
{
if (!(o instanceof Employee))
return false;

Employee e = (Employee) o;
return e.getName().equals(name) && e.getAge() == age;
}

String getName()
{
return name;
}

int getAge()
{
return age;
}
}

public class HashDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Map<Employee, String> map = new HashMap<>();
Employee emp = new Employee("John Doe", 29);
map.put(emp, "first employee");
System.out.println(map.get(emp));
System.out.println(map.get(new Employee("John Doe", 29)));
}
}

代码清单2声明了一个

Employee

类，覆盖了

equals()

方法但是没有覆盖

hashCode()

。同时声明了一个一个

HashDemo

类，来演示将

Employee

作为键存储时时产生的问题。

main()

函数首先在实例化

Employee

之后创建了一个hashmap，将

Employee

对象作为键，将一个字符串作为值来存储。然后它将这个对象作为键来检索这个集合并输出结果。同样地，再通过新建一个具有相同内容的

Employee

对象作为键来检索集合，输出信息。

编译(

javac HashDemo.java

)并运行(

java HashDemo

)代码清单2，你将看到如下输出结果：

如果

hashCode()

方法被正确的覆盖，你将在第二行看到

first employee

而不是

null

，因为这两个对象根据

equals()

方法比较的结果是相同的，根据上文中提到的规则2：如果两个对象用

equals()

方法比较的结果是相同的，那么这两个对象调用

hashCode()

应该返回相同的整数值。

问： 如何正确的覆盖

hashCode()

？

答： Joshua Bloch的《Effective Java》第八版中给出了一个四步法来正确的覆盖

hashCode()

。下面的步骤和Bloch的方法类似。

声明一个

int

型的变量，命名为

result

（或者其他你喜欢的名字），然后初始化为一个不为零的常量（比如31）。使用一个不为零的常量会影响到所有的初始的哈希值（步骤2.1的结果）为零的值。【A nonzero value is used so that it will be affected by any initial fields whose hash value (computed in Step 2.1) is zero. 】如果初始的

result

为

0

的话，最后的哈希值不会被它影响到，所以冲突的几率会增加。这个非零

result

值是任意的。

对每一个对象中有意义的具体值（在

equals（）

中所涉及的值），

f

，进行以下步骤的处理：
按照以下步骤计算f的基于

int

型的哈希值

hc

：
对于一个

boolean

型变量，

hc = f？ 0 ： 1；

。

对于一个

byte

,

char

,

short

,或者

int

型变量,

hc = (int)f;

.

对于一个

long

型变量，

hc = (int) (f ^ (f >>> 32));

.这个表达式是将

long

型变量作为32位（

long

型最多有32位）来计算的；

对于一个

float

型变量，

hc = Float.floatToIntBits(f);

.

对于一个

double

型变量，

long l = Double.doubleToLongBits(f); hc = (int) (l ^ (l >>> 32));

.

对于引用类型的变量，如果类中的

equals()

方法递归的调用

equals()

类比较成员变量，那么就递归调用

hashCode()

；如果需要更复杂的比较，就计算这个值的“标准表示”来脚酸标准的哈希值；如果引用类型的值为

null

，

f = 0

.

对于一个数组类型的引用，将每一个元素视为单独的变量，对于每一个有意义的值，调用对应的方法计算其哈希值，最后如步骤2.2的描述那样将所有的哈希值合并。

计算

result = 37*result+hc

，将所有的

hc

合并到哈希值中。乘法使哈希值取决于它的值的规则，当一个类中存在多种相似的值时，就增加了哈希表的离散性。

返回result。

完成

hashCode()

之后，要确保相同的对象调用

hashCode()

得到相同的哈希值。

举例说明上面这个方法，代码清单3是代码清单2的第二个版本，它的

Employee

类重写了

hashCode()

。

代码清单3：正确地覆盖

hashCode()

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

final class Employee
{
private String name;
private int age;

Employee(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public boolean equals(Object o)
{
if (!(o instanceof Employee))
return false;

Employee e = (Employee) o;
return e.getName().equals(name) && e.getAge() == age;
}

String getName()
{
return name;
}

int getAge()
{
return age;
}

@Override
public int hashCode()
{
int result = 31;
result = 37*result+name.hashCode();
result = 37*result+age;
return result;
}
}

public class HashDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Map<Employee, String> map = new HashMap<>();
Employee emp = new Employee("John Doe", 29);
map.put(emp, "first employee");
System.out.println(map.get(emp));
System.out.println(map.get(new Employee("John Doe", 29)));
}
}

代码清单3的

Employee

类中声明了两个在

hashCode()

都涉及到的值。覆盖的

hashCode()

方法首先初始化

result

为

31

，然后将

String

类型的

name

变量和

int

型的

age

变量的哈希值合并到

result

中，随后返回

result

。

编译(

javac HashDemo.java

)并运行(

java HashDemo

)代码清单3，你将看到如下输出结果：