Java中hashcode()方法的前生與今世

當咱們要學習hashcode()方法時，咱們須要一步一步弄清楚如下這幾個方面：

1.hashcode()的由來

hashcode是jdk根據對象的地址或者字符串或者數字算出來的int類型的數值，那麼是經過什麼算出來的呢？答案是hashtable（哈希表），哈希表就是根據關鍵碼值(Key value)而直接進行訪問的數據結構。這樣的話可能太過於官方，在這裏說一下個人理解，hashcode就是經過一個函數映射獲得的值，這個函數叫哈希函數，咱們向函數中傳入一個key值，就會獲得一個value值，經過哈希函數獲得的value就是哈希值，即value=f(key)。那麼理解了hashcode以後，咱們就知道hashcode()方法是幹什麼用的了，hashcode()方法就是爲了計算並返回hashcode方法。

2.hashcode()的做用

哈希表的主要好處就是它可以提升查找效率。經過查看API咱們能夠發現，hashcode()是Object的方法，也能夠說正常狀況下全部類的對象都夠調用hashcode()方法，在Java中，根據他可以提升查找效率的特色，咱們主要應用在爲了配合基於散列的集合一塊兒正常運行，這樣的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。集合中不容許重複的元素存在，那麼當咱們須要加入一個新的元素時，如何去判斷該元素已經存在了呢？也許大多數人都會想到調用equals方法來逐個進行比較，這個方法確實可行。可是若是集合中已經存在一萬條數據或者更多的數據，若是採用equals方法去逐一比較，效率必然是一個問題。此時hashCode方法的做用就體現出來了，當集合要添加新的對象時，先調用這個對象的hashCode方法，獲得對應的hashcode值，實際上在HashMap的具體實現中會用一個table保存已經存進去的對象的hashcode值，若是table中沒有該hashcode值，它就能夠直接存進去，不用再進行任何比較了；若是存在該hashcode值， 就調用它的equals方法與新元素進行比較，相同的話就不存了，不相同就散列其它的地址，因此這裏存在一個衝突解決的問題，這樣一來實際調用equals方法的次數就大大下降了。下面這段代碼是java.util.HashMap的中put方法的具體實現：

public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        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))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
 
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

put方法是用來向HashMap中添加新的元素，從put方法的具體實現可知，會先調用hashCode方法獲得該元素的hashCode值，而後查看table中是否存在該hashCode值，若是存在則調用equals方法從新肯定是否存在該元素，若是存在，則更新value值，不然將新的元素添加到HashMap中。從這裏能夠看出，hashCode方法的存在是爲了減小equals方法的調用次數，從而提升程序效率。

3.hashcode()方法與equals()方法

在這裏須要注意幾個問題。判斷對象相等是否能夠用hashcode()方法，答案是不能夠必須用equals()方法。兩個不一樣對象可能hashcode相等，但兩個不一樣hashcode的對象必定不一樣。

另外一個注意的問題：設計一個類的時候爲須要重寫equals方法，好比String類，可是千萬要注意，在重寫equals方法的同時，必須重寫hashCode方法。下面看一個只重寫了equals方法的例子：

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
 
class People{
    private String name;
    private int age;
     
    public People(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }  
     
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
         
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
    }
}
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        People p1 = new People("Jack", 12);
        System.out.println(p1.hashCode());
             
        HashMap<People, Integer> hashMap = new HashMap<People, Integer>();
        hashMap.put(p1, 1);
         
        System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
    }
}

若是兩個People對象，若是它的姓名和年齡相等，則認爲是同一我的。這段代碼原本的意願是想這段代碼輸出結果爲「1」，可是事實上它輸出的是「null」。

雖然經過重寫equals方法使得邏輯上姓名和年齡相同的兩個對象被斷定爲相等的對象（跟String類相似），可是要知道默認狀況下，hashCode方法是將對象的存儲地址進行映射。那麼上述代碼的輸出結果爲「null」就不足爲奇了。緣由很簡單，p1指向的對象和System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));這句中的new People("Jack", 12)生成的是兩個對象，它們的存儲地址確定不一樣。因此在hashmap進行get操做時，由於獲得的hashcdoe值不一樣直接返回null。若是想上述代碼輸出結果爲「1」，很簡單，只須要重寫hashCode方法，讓equals方法和hashCode方法始終在邏輯上保持一致性。

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
 
 
class People{
    private String name;
    private int age;
     
    public People(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }  
     
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
     
    @Override
    public int hashCode() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return name.hashCode()*37+age;
    }
     
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
    }
}
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        People p1 = new People("Jack", 12);
        System.out.println(p1.hashCode());
             
        HashMap<People, Integer> hashMap = new HashMap<People, Integer>();
        hashMap.put(p1, 1);
         
        System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
    }
}

下面引用一下Effective Java一書： 

• 在程序執行期間，只要equals方法的比較操做用到的信息沒有被修改，那麼對這同一個對象調用屢次，hashCode方法必須始終如一地返回同一個整數。
• 若是兩個對象根據equals方法比較是相等的，那麼調用兩個對象的hashCode方法必須返回相同的整數結果。
• 若是兩個對象根據equals方法比較是不等的，則hashCode方法不必定得返回不一樣的整數。

　　對於第二條和第三條很好理解，可是第一條，不少時候就會忽略。在《Java編程思想》一書中的P495頁也有同第一條相似的一段話：

　　「設計hashCode()時最重要的因素就是：不管什麼時候，對同一個對象調用hashCode()都應該產生一樣的值。若是在講一個對象用put()添加進HashMap時產生一個hashCdoe值，而用get()取出時卻產生了另外一個hashCode值，那麼就沒法獲取該對象了。因此若是你的hashCode方法依賴於對象中易變的數據，用戶就要小心了，由於此數據發生變化時，hashCode()方法就會生成一個不一樣的散列碼」。