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为什么在重写 equals方法的同时必须重写 hashcode方法

时间：2022-07-31 14:23 编辑：来源：阅读：
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摘要：为什么在重写 equals方法的同时必须重写 hashcode方法

我们都知道Java语言是完全面向对象的，在java中，所有的对象都是继承于Object类。其 equals 方法比较的是两个对象的引用指向的地址，hashcode 是一个本地方法，返回的是对象地址值。Ojbect类中有两个方法equals、hashCode，这两个方法都是用来比较两个对象是否相等的。为何重写 equals方法的同时必须重写 hashcode方法呢可以这样理解：重写了 equals 方法，判断对象相等的业务逻辑就变了，类的设计者不希望通过比较内存地址来比较两个对象是否相等，而 hashcode 方法继续按照地址去比较也没有什么意义了，索性就跟着一起变吧。还有一个原因来源于集合。下面慢慢说~ 举个例子：在学校中，是通过学号来判断是不是这个人的。下面代码中情景为学籍录入，学号 123 被指定给学生 Tom，学号 456 被指定给学生 Jerry，学号 123 被失误指定给 Lily。而在录入学籍的过程中是不应该出现学号一样的情况的。根据情景需求是不能添加重复的对象，可以通过 HashSet 实现。

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student(123,"Tom");
HashSet<Student> set = new HashSet<>();
set.add(stu);
set.add(new Student(456, "Jerry"));
set.add(new Student(123, "Lily"));
Iterator<Student> iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Student student = iterator.next(); 
System.out.println(student.getStuNum() + " --- " + student.getName());
}
}
};
class Student {
private int stuNum;
private String name;
public Student(int stuNum,String name){
this.stuNum = stuNum;
this.name = name;
}
public int getStuNum() {
return stuNum;
}
public String getName() {
return name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(this==obj)
return true;
if(obj instanceof Student){
if(this.getStuNum()==((Student)obj).getStuNum())
return true;
}
return false;
}
}

输出为： 123 --- Lily 456 --- Jerry 123 --- Tom 根据输出我们发现，再次将学号 123 指定给 Lily 居然成功了。到底哪里出了问题呢? 我们看一下 HashSet 的 add 方法：

public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}

其实 HashSet 是通过 HashMap 实现的，由此我们追踪到 HashMap 的 put 方法：

public V put(K key, V value) {
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
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;
}

1.根据 key，也就是 HashSet 所要添加的对象，得到 hashcode，由 hashcode 做特定位运算得到 hash 码； 2.利用 hash 码定位找到数组下标，得到链表的链首； 3.遍历链表寻找有没有相同的 key，判断依据是 e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))。在add Lily 的时候，由于重写了 equals 方法，遍历到 Tom 的时候第二个条件应该是 true；但是因为 hashcode 方法还是使用父类的，故而 Tom 和 Lily的 hashcode 不同也就是 hash 码不同，第一个条件为 false。这里得到两个对象是不同的所以 HashSet 添加 Lily 成功。总结出来原因是没有重写 hashcode 方法，下面改造一下：

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student(123,"Tom");
HashSet<Student> set = new HashSet<>();
set.add(stu);
set.add(new Student(456, "Jerry"));
set.add(new Student(123, "Lily"));
Iterator<Student> iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Student student = iterator.next(); 
System.out.println(student.getStuNum() + " --- " + student.getName());
}
}
};
class Student {
private int stuNum;
private String name;
public Student(int stuNum,String name){
this.stuNum = stuNum;
this.name = name;
}
public int getStuNum() {
return stuNum;
}
public String getName() {
return name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(this==obj)
return true;
if(obj instanceof Student){
if(this.getStuNum()==((Student)obj).getStuNum())
return true;
}
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
return getStuNum();
}
}

输出： 456 --- Jerry 123 --- Tom 重写了 hashcode 方法返回学号。OK，大功告成。有人可能会奇怪，e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)) 这个条件是不是有点复杂了，我感觉只使用 equals 方法就可以了啊，为什么要多此一举去判断 hashcode 呢? 因为在 HashMap 的链表结构中遍历判断的时候，特定情况下重写的 equals 方法比较对象是否相等的业务逻辑比较复杂，循环下来更是影响查找效率。所以这里把 hashcode 的判断放在前面，只要 hashcode 不相等就玩儿完，不用再去调用复杂的 equals 了。很多程度地提升 HashMap 的使用效率。所以重写 hashcode 方法是为了让我们能够正常使用 HashMap 等集合类，因为 HashMap 判断对象是否相等既要比较 hashcode 又要使用 equals 比较。而这样的实现是为了提高 HashMap 的效率。

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