講講HashCode的做用

前言

Object提供給咱們了一個Native的方法「public native int hashCode();」，本文講講Hash是什麼以及HashCode的做用

 

Hash

先用一張圖看下什麼是Hash

Hash是散列的意思，就是把任意長度的輸入，經過散列算法變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值。關於散列值，有如下幾個關鍵結論：

一、若是散列表中存在和散列原始輸入K相等的記錄，那麼K一定在f(K)的存儲位置上

二、不一樣關鍵字通過散列算法變換後可能獲得同一個散列地址，這種現象稱爲碰撞

三、若是兩個Hash值不一樣（前提是同一Hash算法），那麼這兩個Hash值對應的原始輸入一定不一樣

 

HashCode

而後講下什麼是HashCode，總結幾個關鍵點：

一、HashCode的存在主要是爲了查找的快捷性，HashCode是用來在散列存儲結構中肯定對象的存儲地址的

二、若是兩個對象equals相等，那麼這兩個對象的HashCode必定也相同

三、若是對象的equals方法被重寫，那麼對象的HashCode方法也儘可能重寫

四、若是兩個對象的HashCode相同，不表明兩個對象就相同，只能說明這兩個對象在散列存儲結構中，存放於同一個位置

 

HashCode有什麼用

回到最關鍵的問題，HashCode有什麼用？不妨舉個例子：

一、假設內存中有0 1 2 3 4 5 6 7 8這8個位置，若是我有個字段叫作ID，那麼我要把這個字段存放在以上8個位置之一，若是不用HashCode而任意存放，那麼當查找時就須要到8個位置中去挨個查找

二、使用HashCode則效率會快不少，把ID的HashCode%8，而後把ID存放在取得餘數的那個位置，而後每次查找該類的時候均可以經過ID的HashCode%8求餘數直接找到存放的位置了

三、若是ID的 HashCode%8算出來的位置上自己已經有數據了怎麼辦？這就取決於算法的實現了，好比ThreadLocal中的作法就是從算出來的位置向後查找第 一個爲空的位置，放置數據；HashMap的作法就是經過鏈式結構連起來。反正，只要保證放的時候和取的時候的算法一致就好了。

四、若是ID的 HashCode%8相等怎麼辦（這種對應的是第三點說的鏈式結構的場景）？這時候就須要定義equals了。先經過HashCode%8來判斷類在哪一 個位置，再經過equals來在這個位置上尋找須要的類。對比兩個類的時候也差很少，先經過HashCode比較，假如HashCode相等再判斷 equals。若是兩個類的HashCode都不相同，那麼這兩個類一定是不一樣的。

舉個實際的例子Set。咱們知道Set裏面的元素是不能夠重複的，那麼如何作到？Set是根據equals()方法來判斷兩個元素是否相等的。比方 說Set裏面已經有1000個元素了，那麼第1001個元素進來的時候，最多可能調用1000次equals方法，若是equals方法寫得複雜，對比的 東西特別多，那麼效率會大大下降。使用HashCode就不同了，比方說HashSet，底層是基於HashMap實現的，先經過HashCode取一 個模，這樣一會兒就固定到某個位置了，若是這個位置上沒有元素，那麼就能夠確定HashSet中一定沒有和新添加的元素equals的元素，就能夠直接存 放了，都不須要比較；若是這個位置上有元素了，逐一比較，比較的時候先比較HashCode，HashCode都不一樣接下去都不用比了，確定不一 樣，HashCode相等，再equals比較，沒有相同的元素就存，有相同的元素就不存。若是原來的Set裏面有相同的元素，只要HashCode的生 成方式定義得好（不重複），無論Set裏面原來有多少元素，只須要執行一次的equals就能夠了。這樣一來，實際調用equals方法的次數大大下降， 提升了效率。

 

爲何重寫Object的equals(Object obj)方法儘可能要重寫Object的hashCode()方法

咱們在重寫Object的equals(Object obj)方法的時候，應該儘可能重寫hashCode()方法，這是有緣由的，下面詳細解釋下：

 1 public class HashCodeClass  2 {  3 private String str0;  4 private double dou0;  5 private int int0;  6  7 public boolean equals(Object obj)  8  {  9 if (obj instanceof HashCodeClass) 10  { 11 HashCodeClass hcc = (HashCodeClass)obj; 12 if (hcc.str0.equals(this.str0) && 13 hcc.dou0 == this.dou0 && 14 hcc.int0 == this.int0) 15  { 16 return true; 17  } 18 return false; 19  } 20 return false; 21  } 22 }

 1 public class TestMain  2 {  3 public static void main(String[] args)  4  {  5 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode());  6 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode());  7 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode());  8 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode());  9 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode()); 10 System.out.println(new HashCodeClass().hashCode()); 11  } 12 }

打印出來的值是：

1901116749
1807500377
355165777
1414159026
1569228633
778966024

咱們但願兩個HashCodeClass類equals的前提是兩個HashCodeClass的str0、dou0、int0分別相等。OK，那麼這個類不重寫hashCode()方法是有問題的。

如今個人HashCodeClass都沒有賦初值，那麼這6個HashCodeClass應該是所有equals的。若是以HashSet爲 例，HashSet內部的HashMap的table自己的大小是16，那麼6個HashCode對16取模分別爲1三、九、一、二、九、8。第一個放入 table[13]的位置、第二個放入table[9]的位置、第三個放入table[1]的位置。。。可是明明是所有equals的6個 HashCodeClass，怎麼能這麼作呢？HashSet自己要求的就是equals的對象不重複，如今6個equals的對象在集合中卻有5份（因 爲有兩個計算出來的模都是9）。

那麼咱們該怎麼作呢？重寫hashCode方法，根據str0、dou0、int0搞一個算法生成一個儘可能惟一的hashCode，這樣就保證了 str0、dou0、int0都相等的兩個HashCodeClass它們的HashCode是相等的，這就是重寫equals方法必須儘可能要重寫 hashCode方法的緣由。看下JDK中的一些類，都有這麼作：

Integer的

 1 public int hashCode() {  2 return value;  3  }  4  5 public boolean equals(Object obj) {  6 if (obj instanceof Integer) {  7 return value == ((Integer)obj).intValue();  8  }  9 return false; 10 }

String的

 1 public int hashCode() {  2 int h = hash;  3 if (h == 0) {  4 int off = offset;  5 char val[] = value;  6 int len = count;  7  8 for (int i = 0; i < len; i++) {  9 h = 31*h + val[off++]; 10  } 11 hash = h; 12  } 13 return h; 14  } 15 16 public boolean equals(Object anObject) { 17 if (this == anObject) { 18 return true; 19  } 20 if (anObject instanceof String) { 21 String anotherString = (String)anObject; 22 int n = count; 23 if (n == anotherString.count) { 24 char v1[] = value; 25 char v2[] = anotherString.value; 26 int i = offset; 27 int j = anotherString.offset; 28 while (n-- != 0) { 29 if (v1[i++] != v2[j++]) 30 return false; 31  } 32 return true; 33  } 34  } 35 return false; 36 }

HashMap中的實體類Entry

public final int hashCode() { return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^ (value==null ? 0 : value.hashCode()); } public final boolean equals(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry)) return false; Map.Entry e = (Map.Entry)o; Object k1 = getKey(); Object k2 = e.getKey(); if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) { Object v1 = getValue(); Object v2 = e.getValue(); if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2))) return true; } return false; }