java中hashcode()和equals()的详解

今天下午研究了半天hashcode()和equals()方法，终于有了一点点的明白，写下来与大家分享（zhaoxudong 2008.10.23晚21.36）。
1. 首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的。
equals()方法在object类中定义如下：
  public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
很明显是对两个对象的地址值进行的比较（即比较引用是否相同）。但是我们必需清楚，当String 、Math、还有Integer、Double。。。。等这些封装类在使用equals()方法时，已经覆盖了object类的equals（）方法。比如在String类中如下：
  public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
    return true;
}
if (anObject instanceof String) {
    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;
}
很明显，这是进行的内容比较，而已经不再是地址的比较。依次类推Double、Integer、Math。。。。等等这些类都是重写了equals()方法的，从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较，这个没有什么好说的。
我们还应该注意，Java语言对equals()的要求如下，这些要求是必须遵循的：
• 对称性：如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
• 反射性：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”。
• 还有一致性：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”。
• 任何情况下，x.equals(null)，永远返回是“false”；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”。
以上这五点是重写equals()方法时，必须遵守的准则，如果违反会出现意想不到的结果，请大家一定要遵守。
2. 其次是hashcode() 方法，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。当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法，比如String、Integer、Double。。。。等等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。例如在String类中定义的hashcode()方法如下：
    public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0) {
    int off = offset;
    char val[] = value;
    int len = count;

            for (int i = 0; i < len; i++) {
                h = 31*h + val[off++];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
}
解释一下这个程序（String的API中写到）：
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
使用 int 算法，这里 s[i] 是字符串的第 i 个字符，n 是字符串的长度，^ 表示求幂。（空字符串的哈希码为 0。）

3.这里我们首先要明白一个问题：
equals()相等的两个对象，hashcode()一定相等；
equals（）不相等的两个对象，却并不能证明他们的hashcode()不相等。换句话说，equals()方法不相等的两个对象，hashcode()有可能相等。（我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的）。
反过来：hashcode()不等，一定能推出equals()也不等；hashcode()相等，equals()可能相等，也可能不等。解释下第3点的使用范围，我的理解是在object、String等类中都能使用。在object类中，hashcode()方法是本地方法，返回的是对象的地址值，而object类中的equals()方法比较的也是两个对象的地址值，如果equals()相等，说明两个对象地址值也相等，当然hashcode()也就相等了；在String类中，equals()返回的是两个对象内容的比较，当两个对象内容相等时，
Hashcode()方法根据String类的重写（第2点里面已经分析了）代码的分析，也可知道hashcode()返回结果也会相等。以此类推，可以知道Integer、Double等封装类中经过重写的equals()和hashcode()方法也同样适合于这个原则。当然没有经过重写的类，在继承了object类的equals()和hashcode()方法后，也会遵守这个原则。

4.谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用，具体是怎样呢，请看如下分析：
Hashset是继承Set接口，Set接口又实现Collection接口，这是层次关系。那么hashset是根据什么原理来存取对象的呢？
在hashset中不允许出现重复对象，元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢？这就是问题的关键所在，经过一下午的查询求证终于获得了一点启示，和大家分享一下，在java的集合中，判断两个对象是否相等的规则是：
1)，判断两个对象的hashCode是否相等
      如果不相等，认为两个对象也不相等，完毕
      如果相等，转入2)
（这一点只是为了提高存储效率而要求的，其实理论上没有也可以，但如果没有，实际使用时效率会大大降低，所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。）
2)，判断两个对象用equals运算是否相等
      如果不相等，认为两个对象也不相等
      如果相等，认为两个对象相等（equals()是判断两个对象是否相等的关键）
为什么是两条准则，难道用第一条不行吗？不行，因为前面已经说了，hashcode()相等时，equals()方法也可能不等，所以必须用第2条准则进行限制，才能保证加入的为非重复元素。
比如下面的代码：

public static void main(String args[]){
String s1=new String("zhaoxudong");
String s2=new String("zhaoxudong");
System.out.println(s1==s2);//false
System.out.println(s1.equals(s2));//true
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode()
System.out.println(s2.hashCode());
Set hashset=new HashSet();
hashset.add(s1);
hashset.add(s2);
/*实质上在添加s1,s2时，运用上面说到的两点准则，可以知道hashset认为s1和s2是相等的，是在添加重复元素，所以让s2覆盖了s1;*/
Iterator it=hashset.iterator();
            while(it.hasNext())
            {
             System.out.println(it.next());
            }
最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。
输出结果为：false
            true
            -967303459
            -967303459
这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法，所以在根据上面的第1.2条原则判定时，hashset认为它们是相等的对象，进行了重复添加。
但是看下面的程序：
import java.util.*;
public class HashSetTest
{
   public static void main(String[] args)
    {
                 HashSet hs=new HashSet();
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan"));
                 hs.add(new Student(2,"lisi"));
                 hs.add(new Student(3,"wangwu"));
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan"));
 
                 Iterator it=hs.iterator();
                 while(it.hasNext())
                 {
                        System.out.println(it.next());
                 }
     }
}
class Student
   {
     int num;
     String name;
     Student(int num,String name)
                {
                this.num=num;
                 this.name=name;
                 }
              public String toString()
                {
                    return num+":"+name;
                 }
           }     
输出结果为：
                      1:zhangsan
                   1:zhangsan
                   3:wangwu
                   2:lisi
问题出现了，为什么hashset添加了相等的元素呢，这是不是和hashset的原则违背了呢？回答是：没有
因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,"zhangsan")对象进行比较时，生成的是不同的哈希码值，所以hashset把他当作不同的对象对待了，当然此时的equals()方法返回的值也不等（这个不用解释了吧）。那么为什么会生成不同的哈希码值呢？上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗？原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法，所以在比较时，是继承的object类中的hashcode()方法，呵呵，各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧！！
它是一个本地方法，比较的是对象的地址（引用地址），使用new方法创建对象，两次生成的当然是不同的对象了（这个大家都能理解吧。。。），造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则，hashset会把它们当作不同的对象对待，自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢？？
答案是：在Student类中重新hashcode()和equals()方法。
例如：
  class Student
{
int num;
String name;
Student(int num,String name)
{
            this.num=num;
            this.name=name;
}
public int hashCode()
{
            return num*name.hashCode();
}
public boolean equals(Object o)
{
            Student s=(Student)o;
            return num==s.num && name.equals(s.name);
}
public String toString()
{
            return num+":"+name;
}
}
根据重写的方法，即便两次调用了new Student(1,"zhangsan")，我们在获得对象的哈希码时，根据重写的方法hashcode()，获得的哈希码肯定是一样的（这一点应该没有疑问吧）。
当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。所以运行修改后的程序时，我们会发现运行结果是：
                      1:zhangsan
                   3:wangwu
                   2:lisi
可以看到重复元素的问题已经消除。
关于在hibernate的pojo类中，重新equals()和hashcode()的问题：
1)，重点是equals，重写hashCode只是技术要求（为了提高效率）
2)，为什么要重写equals呢，因为在java的集合框架中，是通过equals来判断两个对象是否相等的
3)，在hibernate中，经常使用set集合来保存相关对象，而set集合是不允许重复的。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则，前面说了两条，其实只要重写equals()这一条也可以。
但当hashset中元素比较多时，或者是重写的equals()方法比较复杂时，我们只用equals()方法进行比较判断，效率也会非常低，所以引入了hashcode()这个方法，只是为了提高效率，但是我觉得这是非常有必要的（所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断）。
比如可以这样写：
public int hashCode(){
   return  1;}//等价于hashcode无效
这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断，因为每个对象返回的哈希码都是1，每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复，这当然会引起效率的大大降低。
我有一个问题，如果像前面提到的在hashset中判断元素是否重复的必要方法是equals()方法（根据网上找到的观点），但是这里并没有涉及到关于哈希表的问题，可是这个集合却叫hashset，这是为什么？？
我想，在hashmap,hashtable中的存储操作，依然遵守上面的准则。所以这里不再多说。这些是今天看书，网上查询资料，自己总结出来的，部分代码和语言是引述，但是千真万确是自己总结出来的。有错误之处和不详细不清楚的地方还请大家指出，我也是初学者，所以难免会有错误的地方，希望大家共同讨论。

评论

13 楼 hermhy 2014-05-09  

博主的这篇博文真的是精华

我是个初学者
昨天也是花了一个下午的时间来学习Java中Set是如何进行相等判断的，进而详细的了解了equals和hashcode方法。本来也是准备写篇博文的。
但我今天看到博主的文章则是由目的的。

目的一：hashcode存在的作用和目的是什么？
这个问题在大家的讨论中，相信大家多多少少已经有了点自己的想法。
目的二：目前java机制中，如果两个对象equals则有hashcode相等。（1）那么对于每个对象而言，hashcode是不是唯一的呢？即对象与hashcode是多对一的关系还是一对一的关系，或者是一对多的关系？按照哈希的概念去理解，明显应该是前两者之一。博主对这个问题怎么看？（2）如果是一对一的关系，那么为什么在Set的相等判断时，hashcode相等还要进行equals判断？（3）如果是多对一的关系，那么又是怎么保证“如果两对象hashcode不相等，则有equals为false的判断呢”？难道是因为推到与演绎的结论吗？始终觉得这个解释略显牵强。

烦请博主，对如上问题给出自己的答案。

说了本来是准备写篇同样的博文的，但是楼主写的很详细很清晰。
所以便没有这个必要了。因为即使写出来也和此文相差无几，甚至例子都是非常的相近。
故此，不知道是不是能够获得转载此博文的权限？
希望博主成全。
在此先对博主的分享精神表示感谢。

12 楼 tigerliang 2009-06-29  

好贴子啊，学习

11 楼 E生迅徒 2009-03-10  

http://www.iteye.com/topic/78459?page=2
楼主有时间的话，帮我看看这个问题怎么解决的，刚学习hashCode，LZ说的我倒是理解了，
可是看到这个老帖子，搞不定了，拜托

10 楼 yuantong 2009-03-02  

学习了。。

9 楼 qqzixie 2009-03-02  

谢谢了，对我很有用。

8 楼 zhaoxudonglove 2008-10-25  

zhaoxudonglove 写道

fuwang 写道

本人愚见,只有用到Hashtable、HashMap、HashSet、LinkedHashMap等时才要注意hashcode，其他地方hashcode无用。

确切的说 应该是这样 hashcode主要是为了这几个集合类存在的

今天又看了下，其实对于集合set,只需要用equals()保证元素不重复就可以了，但是对于hashset:是为快速查找而设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。对于treeset：是保持次序的Set，底层为树结构，使用它可以从Set中提取有序的序列。所以理解了为什么hashset需要文中说到的两条准则进行判断。

7 楼 zhaoxudonglove 2008-10-24  

fuwang 写道

本人愚见,只有用到Hashtable、HashMap、HashSet、LinkedHashMap等时才要注意hashcode，其他地方hashcode无用。

确切的说 应该是这样 hashcode主要是为了这几个集合类存在的

6 楼 fuwang 2008-10-24  

本人愚见,只有用到Hashtable、HashMap、HashSet、LinkedHashMap等时才要注意hashcode，其他地方hashcode无用。

5 楼 chbest 2008-10-24  

简单的说:
hashcode是对属性比较多的对象简单的equals方法的替代.
但没绝对.

4 楼 hity 2008-10-24  

snsnx 写道

楼主讲解得很好，很精僻，可是我还是想请教一个比较笨的问题，因为我一直不清楚，一个对象的hashcode是用来干什么的？

容器类经常用到hascode,比如说set判断重复值，比如说hashmap散列。等等。

3 楼 igogo007 2008-10-24  

建议看看<<effective java>>这本书，上面有非常详细的讲解！

2 楼 zhaoxudonglove 2008-10-23  

谢谢！大家共同讨论。
关于你问的hashcode的作用我参考了一下其他的说法，我的理解大致如下：
数据结构的课程大家都会知道有一种结构叫hashtable，目的是通过给每个对象分配一个唯一的索引来提高查询的效率。同样java中也继承了这一观点。而hashcode也就是“哈希码”的作用就是为支持数据结构中的哈希表结构而存在的，换句话说，也就是只有用到集合框架的 Hashtable、HashMap、HashSet的时候，才需要重载hashCode()方法。
当然要说为什么用hashtable、hashmap、hashset等集合，肯定是因为效率高好用。

1 楼 snsnx 2008-10-23  

楼主讲解得很好，很精僻，可是我还是想请教一个比较笨的问题，因为我一直不清楚，一个对象的hashcode是用来干什么的？