詳解Java中的 ==, equals 與 hashCode的區別與聯繫的範例程式碼
- 黄舟原創
- 2017-03-14 11:25:011394瀏覽
一、概述
1、概念
#== ： 此運算符產生的是一個boolean結果，它計算的是運算元的值之間的關係
基本
整數型：byte(1 byte), short(2 byte), int(4 byte) , long(8 byte)
字元型: char(2 byte) 布林型: boolean(JVM規範沒有明確規定其所佔的空間大小，僅規定其只能夠取字面值”true”和”false”) 對於這八種基本資料類型的變量，變數直接儲存的是「值」。因此，在使用關係運算子 == 來進行比較時，比較的就是「值」本身。 要注意的是，浮點型和整數型都是有符號類型的（最高位元只用來表示正負，不參與計算【以byte 為例，其範圍為-2^7 ~ 2^7 - 1，-0即-128】），而char是無符號類型的（所有位元均參與計算，所以char類型取值範圍為0~2^16-1）
。 類型變數
在Java中，
引用類型的變數儲存的並不是「值」本身，而是與其關聯的物件在記憶體中的位址。例如下面這行程式碼， String str1;
這句話宣告了一個引用型別的變量，此時它並沒有和任何物件關聯。
str1= new String("hello"); 那麼str1 就指向了這個對象，此時引用變數str1中儲存的是它指向的物件在記憶體中的儲存位址，並不是「值」本身，也就是說並不是直接儲存的字串」hello」
。這裡面的引用和 C/C++ 中的指標很類似。 #########2、小結###### 因此，對於關係運算子==：############若運算元的型別是##### #基本資料型別######，則該關係運算子判斷的是左右兩邊運算元的#######值######是否相等########### #若運算元的型別是######引用資料型別######，則該關係運算子判斷的是左右兩邊運算元的######記憶體位址#######是否相同。 ######也就是說，若此時傳回true,則該運算元作用的一定是同一個物件。 #####################三、equals方法######1、來源### equals方法是基底類別Object中的實例方法，因此對所有###繼承###於Object的類別都會有該方法。 ### ### 在Object 中的宣告：### public boolean equals(Object obj) {}######2、equals方法的作用### ###初衷：### ###判斷兩個物件的### content ###是否相同######### 為了更直覺地理解equals方法的作用，我們先看###Object類別###中equals方法的實作。 ### public boolean equals(Object obj) { return (this == obj);
}### 很顯然，###在Object類別中，equals方法是用來比較兩個物件的參考是否相等，也就是是否指向同一個物件。 ######但我们都知道，下面代码输出为 true:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("hello");
System.out.println(str1.equals(str2));
}
}原来是 String 类重写了 equals 方法：
public boolean equals(Object anObject) { // 方法签名与 Object类 中的一致
if (this == anObject) { // 先判断引用是否相同(是否为同一对象),
return true;
} if (anObject instanceof String) { // 再判断类型是否一致,
// 最后判断内容是否一致.
String anotherString = (String)anObject;
int n = count;
if (n == anotherString.count) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = offset;
int j = anotherString.offset;
while (n-- != 0) {
if (v1[i++] != v2[j++])
return false;
} return true;
}
} return false;
}即对于诸如“字符串比较时用的什么方法,内部实现如何？”之类问题的回答即为：
使用equals方法，内部实现分为三个步骤：
先 比较引用是否相同(是否为同一对象),
再 判断类型是否一致（是否为同一类型）,
最后 比较内容是否一致
Java 中所有内置的类的 equals 方法的实现步骤均是如此，特别是诸如 Integer，Double 等包装器类。
3、equals 重写原则
对象内容的比较才是设计equals()的真正目的，Java语言对equals()的要求如下，这些要求是重写该方法时必须遵循的：
对称性： 如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true” ；
自反性： x.equals(x)必须返回是“true” ；
类推性： 如果x.equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那么z.equals(x)也应该返回是“true” ；
一致性： 如果x.equals(y)返回是“true”，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是“true” ；
对称性： 如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
任何情况下，x.equals(null)【应使用关系比较符 ==】，永远返回是“false”；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”
4、小结
因此，对于 equals 方法：
其本意 是 比较两个对象的 content 是否相同
必要的时候，我们需要重写该方法，避免违背本意，且要遵循上述原则
四、hashCode 方法
1、hashCode 的来源
hashCode 方法是基类Object中的 实例native方法，因此对所有继承于Object的类都会有该方法。
在 Object类 中的声明（native方法暗示这些方法是有实现体的，但并不提供实现体，因为其实现体是由非java语言在外面实现的）：
public native int hashCode();
2、哈希相关概念
我们首先来了解一下哈希表：
概念 ： Hash 就是把任意长度的输入(又叫做预映射， pre-image)，通过散列算法，变换成固定长度的输出(int)，该输出就是散列值。这种转换是一种 压缩映射，也就是说，散列值的空间通常远小于输入的空间。不同的输入可能会散列成相同的输出，从而不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说，就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。
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应用–数据结构 ： 数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难; 而链表的特点是：寻址困难，插入和删除容易。那么我们能不能综合两者的特性，做出一种寻址容易，插入和删除也容易的数据结构？答案是肯定的，这就是我们要提起的哈希表，哈希表有多种不同的实现方法，我接下来解释的是最常用的一种方法——拉链法，我们可以理解为 “链表的数组”，如图：
图1 哈希表示例左邊很明顯是個數組，數組的每個成員都是一個鍊錶。此資料結構所容納的所有元素均包含一個指針，用於元素間的連結。我們根據元素的自身特徵把元素分配到不同的鍊錶中去，也是根據這些特徵，找到正確的鍊錶，再從鍊錶中找出這個元素。 其中，將根據元素特徵計算元素數組下標的方法就是雜湊法。
拉鍊法的適用範圍 ： 快速查找，刪除的基本資料結構，通常需要總資料量可以放入記憶體。
重點：
hash函數選擇，針對字串，整數，排列，具體對應的hash方法；
碰撞處理，一種是open hashing，也稱為拉鍊法，另一種是closed hashing，也稱為開地址法，opened addressing。
3、hashCode 簡述
在 Java 中，由 Object 類別定義的 hashCode 方法會針對不同的物件傳回不同的整數。 （這是透過將該物件的內部位址轉換成一個整數來實現的，但是 JavaTM 程式語言不需要這種實作技巧）。
hashCode 的常規協定是：
在Java 應用程式執行期間，在對相同物件多次調用hashCode 方法時，必須一致地傳回相同的整數，前提是將物件進行equals 比較時所使用的資訊沒有被修改。從某一應用程式的一次執行到同一應用程式的另一次執行，該整數無需保持一致。
如果根據 equals(Object) 方法，兩個物件是相等的，那麼對這兩個物件中的每個物件呼叫 hashCode 方法都必須產生相同的整數結果。
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如果根據equals(java.lang.Object) 方法，兩個物件不相等，那麼對這兩個物件中的任一物件上呼叫hashCode方法 不要求一定會產生不同的整數結果。但是，程式設計師應該意識到，為不相等的物件產生不同整數結果可以提高雜湊表的效能。
要想進一步了解hashCode 的作用，我們必須先要了解Java中的容器，因為HashCode 只是在需要用到哈希演算法的資料結構中才有用，例如HashSet, HashMap 和Hashtable。Java中的集合（Collection）有三類，一類是List，一類是Queue，再有一類就是Set。 前兩個集合內的元素是有序的，元素可以重複；最後一個集合內的元素無序，但元素不可重複。
那麼, 這裡就有一個比較嚴重的問題：要想保證元素不重複，可兩個元素是否重複應該依據什麼來判斷呢？ 這就是 Object.equals 方法了。但是，如果每增加一個元素就檢查一次，那麼當元素很多時，後面加入集合中的元素比較的次數就非常多了。 也就是說，如果集合中現在已經有1000個元素，那麼第1001個元素加入集合時，它就要呼叫1000次equals方法。這顯然會大大降低效率。於是，Java採用了哈希表的原理。 這樣，我們對每個要存入集合的元素使用雜湊演算法算出一個值，然後根據該值計算出元素應該在數組的位置。所以，當集合要加入新的元素時，可分為兩個步驟：
先呼叫這個元素的hashCode 方法，然後根據所所得的值計算出元素應該在數組的位置。如果這個位置上沒有元素，那麼直接將它儲存在這個位置上；
#如果這個位置上已經有元素了，那麼呼叫它的equals方法與新元素進行比較：相同的話就不存了，否則，將其存在這個位置對應的鍊錶中（Java 中HashSet, HashMap 和Hashtable的實作總會元素放到鍊錶的錶頭） 。
4、equals 與hashCode
前提： 談到hashCode就不得不說equals方法，二者均是Object類別裡的方法。由於Object類別是所有類別的基類，所以在所有類別中都可以重寫這兩個方法。
原則1 ： 如果x.equals(y) 回傳“true”，那麼x 和y 的hashCode() 必須相等;
#原則2 ： 如果x.equals(y) 回傳“false”，那麼x 和y 的hashCode() 有可能相等，也有可能不等；
原则 3 ： 如果 x 和 y 的 hashCode() 不相等，那么 x.equals(y) 一定返回 “false” ；
原则 4 ： 一般来讲，equals 这个方法是给用户调用的，而 hashcode 方法一般用户不会去调用 ；
原则 5 ： 当一个对象类型作为集合对象的元素时，那么这个对象应该拥有自己的equals()和hashCode()设计，而且要遵守前面所说的几个原则。
5、实现例证
hashCode()在object类中定义如下：
public native int hashCode();
说明是一个本地方法，它的实现是根据本地机器相关的。
String 类是这样重写它的：
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence{
/** The value is used for character storage. */
private final char value[]; //成员变量1
/** The offset is the first index of the storage that is used. */
private final int offset; //成员变量2
/** The count is the number of characters in the String. */
private final int count; //成员变量3
/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0 //非成员变量
public int hashCode() { int h = hash; int len = count; //用到成员变量3
if (h == 0 && len > 0) { int off = offset; //用到成员变量2
char val[] = value; //用到成员变量1
for (int i = 0; i < len; i++) {
h = 31*h + val[off++]; //递推公式
}
hash = h;
} return h;
}
}对程序的解释：h = s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]，由此可以看出，对象的hash地址不一定是实际的内存地址。
五、小结
hashcode是系统用来快速检索对象而使用
equals方法本意是用来判断引用的对象是否一致
重写equals方法和hashcode方法时，equals方法中用到的成员变量也必定会在hashcode方法中用到,只不过前者作为比较项，后者作为生成摘要的信息项，本质上所用到的数据是一样的，从而保证二者的一致性
以上是詳解Java中的 ==, equals 與 hashCode的區別與聯繫的範例程式碼的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！