Java中的HashCode(1)之hash算法基本原理

一、为什么要有Hash算法

Java中的集合有两类，一类是List，一类是Set。List内的元素是有序的，元素可以重复。Set元素无序，但元素不可重复。要想保证元素不重复，两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？用Object.equals方法。但若每增加一个元素就检查一次，那么当元素很多时，后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。也就是说若集合中已有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。于是Java采用了哈希表的原理。哈希(Hash)是个人名，由于他提出哈希算法的概念就以他的名字命名了。

 

 

二、Hash算法原理

当Set接收一个元素时根据该对象的内存地址算出hashCode，看它属于哪一个区间，在这个区间里调用equeals方法。



 

确实提高了效率。但一个面临问题：若两个对象equals相等，但不在一个区间，根本没有机会进行比较，会被认为是不同的对象。所以Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：

1 如果两个对象相同，那么它们的hashCode值一定要相同。也告诉我们重写equals方法，一定要重写hashCode方法。

2 如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同，这里的对象相同指的是用eqauls方法比较。

 

 

三、例子

 

1 没有重写hashCode和equals的方法 

package cn.xy.test;

public class Point1

{

 private int x;

 private int y;

 public Point1(int x, int y)

 {

  super();

  this.x = x;

  this.y = y;

 }

 public int getX()

 {

  return x;

 }

 public void setX(int x)

 {

  this.x = x;

 }

 public int getY()

 {

  return y;

 }

 public void setY(int y)

 {

  this.y = y;

 }

}

public class HashSetAndHashCode

{

 public static void main(String[] args)

 {

  HashSet<Point1> hs1 = new HashSet<Point1>();

  Point1 p11 = new Point1(3, 3);

  Point1 p12 = new Point1(3, 3);

  Point1 p13 = new Point1(3, 5);

  hs1.add(p11);

  hs1.add(p11);

  hs1.add(p12);

  hs1.add(p13);

  System.out.println(hs1.size());

 }

}

答案是3

 

2 重写hashCode和equals的方法

package cn.xy.test;

public class Point2

{

 private int x;

 private int y;

 public Point2(int x, int y)

 {

  super();

  this.x = x;

  this.y = y;

 }

 @Override

 public int hashCode()
 {

  final int prime = 31;

  int result = 1;

  result = prime * result + x;

  result = prime * result + y;

  return result;

 }

 @Override

 public boolean equals(Object obj)
 {

  if (this == obj) return true;

  if (obj == null) return false;

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

  Point2 other = (Point2) obj;

  if (x != other.x) return false;

  if (y != other.y) return false;

  return true;

 }

 public int getX()

 {

  return x;

 }

 public void setX(int x)

 {

  this.x = x;

 }

 public int getY()

 {

  return y;

 }

 public void setY(int y)

 {

  this.y = y;

 }

}

public class HashSetAndHashCode

{

 public static void main(String[] args)

 {

  HashSet<Point2> hs2 = new HashSet<Point2>();

  Point2 p21 = new Point2(3, 3);
  Point2 p22 = new Point2(3, 3);
  Point2 p23 = new Point2(3, 5);

  hs2.add(p21);

  hs2.add(p22);

  hs2.add(p23);

  System.out.println(hs2.size());

 }

}

答案是2。p21和p22被认为是同一个对象。

 

3 没有重写hashCode的方法，但重写equals的方法

package cn.xy.test;

public class Point3

{

 private int x;

 private int y;

 public Point3(int x, int y)

 {

  super();

  this.x = x;

  this.y = y;

 }

 @Override

 public boolean equals(Object obj)
 {

  if (this == obj) return true;

  if (obj == null) return false;

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

  Point3 other = (Point3) obj;

  if (x != other.x) return false;

  if (y != other.y) return false;

  return true;

 }

 public int getX()

 {

  return x;

 }

 public void setX(int x)

 {

  this.x = x;

 }

 public int getY()

 {

  return y;

 }

 public void setY(int y)

 {

  this.y = y;

 }

}

public class HashSetAndHashCode

{

 public static void main(String[] args)

 {

  HashSet<Point3> hs3 = new HashSet<Point3>();

  Point3 p31 = new Point3(3, 3);

  Point3 p32 = new Point3(3, 3);

  Point3 p33 = new Point3(3, 5);

  hs3.add(p31);

  hs3.add(p32);

  hs3.add(p33);

  System.out.println(hs3.size());

 }

}

可能是2，可能是3。因为根据内存地址算出的hashcode不知道是否在一个区域。