HashSet和HashMap一直都是JDK中最常用的两个类,HashSet要求不能存储相同的对象,HashMap要求不能存储相同的键。
那么Java运行时环境是如何判断HashSet中相同对象、HashMap中相同键的呢?当存储了“相同的东西”之后Java运行时环境又将如何来维护呢?
在研究这个问题之前,首先说明一下JDK对equals(Object obj)和hashcode()这两个方法的定义和规范:
在Java中任何一个对象都具备equals(Object obj)和hashcode()这两个方法,因为他们是在Object类中定义的。
equals(Object obj)方法用来判断两个对象是否“相同”,如果“相同”则返回true,否则返回false。
hashcode()方法返回一个int数,在Object类中的默认实现是“将该对象的内部地址转换成一个整数返回”。
接下来有两个个关于这两个方法的重要规范(我只是抽取了最重要的两个,其实不止两个):
规范1:若重写equals(Object obj)方法,有必要重写hashcode()方法,确保通过equals(Object obj)方法判断结果为true的两个对象具备相等的hashcode()返回值。说得简单点就是:“如果两个对象相同,那么他们的hashcode应该 相等”。不过请注意:这个只是规范,如果你非要写一个类让equals(Object obj)返回true而hashcode()返回两个不相等的值,编译和运行都是不会报错的。不过这样违反了Java规范,程序也就埋下了BUG。
规范2:如果equals(Object obj)返回false,即两个对象“不相同”,并不要求对这两个对象调用hashcode()方法得到两个不相同的数。说的简单点就是:“如果两个对象不相同,他们的hashcode可能相同”。
根据这两个规范,可以得到如下推论:
1、如果两个对象equals,Java运行时环境会认为他们的hashcode一定相等。
2、如果两个对象不equals,他们的hashcode有可能相等。
3、如果两个对象hashcode相等,他们不一定equals。
4、如果两个对象hashcode不相等,他们一定不equals。
这样我们就可以推断Java运行时环境是怎样判断HashSet和HastMap中的两个对象相同或不同了。我的推断是:先判断hashcode是否相等,再判断是否equals。
测试程序如下:首先我们定义一个类,重写hashCode()和equals(Object obj)方法
class A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println("判断equals");
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
System.out.println("判断hashcode");
return 1;
}
}
然后写一个测试类,代码如下:
运行之后打印结果是:
判断hashcode
判断hashcode
判断equals
2
可以看出,Java运行时环境会调用new A()这个对象的hashcode()方法。其中:
打印出的第一行“判断hashcode”是第一次map.put(new A(), new Object())所打印出的。
接下来的“判断hashcode”和“判断equals”是第二次map.put(new A(), new Object())所打印出来的。
那么为什么会是这样一个打印结果呢?我是这样分析的:
1、当第一次map.put(new A(), new Object())的时候,Java运行时环境就会判断这个map里面有没有和现在添加的 new A()对象相同的键,判断方法:调用new A()对象的hashcode()方法,判断map中当前是不是存在和new A()对象相同的HashCode。显然,这时候没有相同的,因为这个map中都还没有东西。所以这时候hashcode不相等,则没有必要再调用 equals(Object obj)方法了。参见推论4(如果两个对象hashcode不相等,他们一定不equals)
2、当第二次map.put(new A(), new Object())的时候,Java运行时环境再次判断,这时候发现了map中有两个相同的hashcode(因为我重写了A类的hashcode()方 法永远都返回1),所以有必要调用equals(Object obj)方法进行判断了。参见推论3(如果两个对象hashcode相等,他们不一定equals),然后发现两个对象不equals(因为我重写了equals(Object obj)方法,永远都返回false)。
3、这时候判断结束,判断结果:两次存入的对象不是相同的对象。所以最后打印map的长度的时候显示结果是:2。
改写程序如下:
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println("判断equals");
return true;
}
@Override
public int hashCode() {
System.out.println("判断hashcode");
return 1;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();
map.put(new A(), new Object());
map.put(new A(), new Object());
System.out.println(map.size());
}
}
运行之后打印结果是:
判断hashcode
判断hashcode
判断equals
1
显然这时候map的长度已经变成1了,因为Java运行时环境认为存入了两个相同的对象。原因可根据上述分析方式进行分析。
以上分析的是HashMap,其实HashSet的底层本身就是通过HashMap来实现的,所以他的判断原理和HashMap是一样的,也是先判断hashcode再判断equals。
所以:写程序的时候应尽可能的按规范来,不然在不知不觉中就埋下了bug!
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