Java的equals方法實現及其細節

　　判斷兩個對象是否等價，是OOP編程中常見的需求(下面圍繞Java來進行闡述)。

　　考慮這樣幾種狀況：經過某個特徵值來判斷兩個對象是否「等價」，當這兩個對象等價時，判斷結果爲true，不然結果爲false。

　　固然，這裏的「特徵值」不會只是簡單的「對象引用」，事實上，Object類(Java的「對象世界」的根)中實現的equals方法，就是把「特徵值」設定爲「對象引用」來進行判斷等價性的，所以能夠得知，Object類中equals方法只是簡簡單單地返回this引用和被判斷的obj的引用的「==運算」的值。

　　可是不少狀況下，並非要求兩個對象只有引用相同時(此時兩者爲一個對象)才「斷定爲等價」，這就須要ADT設計者來界定兩個實例對象判斷等價的條件，即設定要比較的特徵值。

　　舉個例子，在某個社交軟件中，要求每一個用戶的用戶名(name)必須獨一無二，那麼在每次增長新用戶的時候，都要對該用戶的註冊名進行判斷，若是當前用戶名已經被佔用，則沒法爲該用戶建立帳號，只能要求該新用戶從新選擇設定用戶名。

　　這個時候，能夠肯定，判斷兩個對象是否等價的特徵值就是name(不妨把它設定爲一個String類型的私有屬性)，這裏對這個實現過程進行模擬。

　　這裏說明一下equals內代碼的我的寫法:

　　　　第一步，先判斷引用值是否相等，此時person1.equals(person1)這樣的狀況，就能夠很快返回結果true。

　　　　第二步，判斷類型是否匹配，若是兩個對象等價，前提是它們必定爲相同的類型，此時person1.equals(null)這樣的狀況，也能進行判斷並返回結果false。

　　　　第三步，循序漸進地按照預設的特徵值進行對象的等價性判斷。

　　運行結果:

　　這裏說明幾點:

　　1.類中的equals方法是必定要重寫/覆蓋(Override)的，由於要讓它按照設計的需求來根據特徵值判斷等價性。

　　　　這裏的特徵值，就是String類型的name屬性，表示每一個Person對象的名字。因爲在equals方法中只設定了這一個須要比較的特徵值，所以只要兩個Person類對象的name相同，那麼他們的判斷結果就是相同。

　　2.類中的hashCode方法須要重寫/覆蓋

　　　　事實上，當實現了1以後，就能保證判斷兩個對象等價性是否成立了(此時已經能保證程序中person1.equals(person2)值爲true。可是這樣獲得的equals方法是有很大限定性的。好比把person1加入到一個HashSet中，此時判斷HashSet中是否包含person2，因爲在設計時，特徵值只是name，那麼此時指望HashSet.contains(person2)的值也應爲true，但若是不實現hashCode方法，返回值只能是false。

　　　　對於這個緣由，能夠把Java中每一個實例對象的存儲過程都想象成「將包含該對象的數據‘拋到’一個桶裏」，爲了更快地比價，就把整個程序運行時的空間，分紅至關多的「桶」，併爲每一個桶編號，對於桶內裝載的數據，有這樣的規定：爲每一個實例對象進行編號，只有編號相同的兩個對象，它們纔有可能分配到一個桶裏。這樣一來，要想判斷兩個對象是否等價(便是否能讓equals方法返回true)，只須要訪問這個桶就能夠了，由於這兩個對象必定是出如今相同的桶裏的。步驟1已經實現了「找到兩個對象以後，根據某個特徵值進行判斷」，可是並未實現「讓兩個對象分配到一個桶裏」。這就是問題的關鍵所在。因此爲了保證兩個對象分配到相同的「桶」裏，就要重寫它們的hashCode方法，Java中爲每種類型都默認實現了該類型的hashCode方法。下面的實現了hashCode的代碼中，因爲特徵值是name，爲了保證這兩個Person類對象等價，那麼它們的name必定相同，那考慮到name(Sting類型)已經實現了hashCode，此時就簡單地把它們的name的hashCode值進行返回便可。這樣就能保證，若是兩個Person對象的name若是相同，那麼它們的hashCode必定相同，同時也便於下一步判斷。

　　　　注：重點在於理解這個「桶」的概念，經過這個抽象過程，便也能夠很好地理解「Java中兩個等價的對象必定有相同的hashCode值，但兩個擁有相同hashCode值的對象不必定等價」這句話。這句話的重點就在於考慮「桶」是如何裝載的、以及它「裝載」的是什麼類型對象等等細節。

　　這裏給出未實現hashCode的Person類，並展現其測試代碼: 

　　測試結果:

　　可見，未實現hashCode時，set.contains(person2)爲false，即此時HashSet類型在檢索person2時，發現它不在其裝載對象(perosn1)所在的「桶」裏，因而直接返回false。

　　此時，從新實現代碼:

　　此時再次測試上述測試代碼，測試結果：

　　能夠看到，儘管測試set未裝載person2，但根據重寫的equals斷定等價性規則，person2也是被斷定符合等價性的，所以在實現了hashCode後，便也能讓持有對象按照設定的規則判斷其等價性。

 

　　固然，上述實現代碼以及測試都是基於特徵值爲name來進行實現的，在現實生活中，好比「居民身份證」來講，判斷兩個對象是否「等價」(便是否爲同一我的)，特徵值天然就包括name(名字)，sex(性別)，age(年齡)等等屬性，考慮到使用居民身份證的頻繁使用以及普遍的應用場景，每一個居民就理所應當地擁有了一個額外的「屬性」: 身份證號。這個獨一無二的值，既實現了每一個對象的區別，又能很方便地進行排序(從而進行檢索等操做)。

　　因而可知，現實生活中到處體現着「ADT設計者的智慧」...

　　Java爲程序開發者提供了靈活的設定「特徵值」的方法，所以在設計一種須要的數據類型時，能夠仔細地思考一下兩個對象判斷等價的依據(特徵值)到底是什麼，這樣實現的equals方法，每每給ADT的使用過程帶來了極大的便利。

 

　　from Steven Shen

　　編輯於2018.6.19

　　　　修改於2018.6.20