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作者：面試菌
上一篇關於介紹Object類下的幾種方法時面試題時，提到equals()和hashCode()方法可能引出關於「hashCode() 和 equals() 之間的關係？」的面試題，本篇來解析一下這道基礎面試題。
先祭一張圖，可以思考一下為什麼？
介紹
equals() 的作用是用來判斷兩個對象是否相等。
hashCode() 的作用是獲取哈希碼，也稱為散列碼；它實際上是返回一個int整數。這個哈希碼的作用是確定該對象在哈希表中的索引位置。
關係
我們以「類的用途」來將「hashCode() 和 equals()的關係」分2種情況來說明。
1、不會創建「類對應的散列表」
這裡所說的「不會創建類對應的散列表」是說：我們不會在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質是散列表的數據結構中，用到該類。例如，不會創建該類的HashSet集合。
在這種情況下，該類的「hashCode() 和 equals() 」沒有半毛錢關係的！equals() 用來比較該類的兩個對象是否相等。而hashCode() 則根本沒有任何作用。
下面，我們通過示例查看類的兩個對象相等 以及 不等時hashCode()的取值。
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比較equals() 返回true 以及 返回false時， hashCode()的值。
*
*/
public class NormalHashCodeTest{
public static void main(String[] args) {
// 新建2個相同內容的Person對象，
// 再用equals比較它們是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
System.out.printf("p1.equals(p3) : %s; p1(%d) p3(%d)\\n", p1.equals(p3), p1.hashCode(), p3.hashCode());
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆蓋equals方法
*/
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一個對象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判斷是否類型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
運行結果：
p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1901116749)
p1.equals(p3) : false; p1(1169863946) p3(2131949076)
從結果也可以看出：p1和p2相等的情況下，hashCode()也不一定相等。
2、會創建「類對應的散列表」
這裡所說的「會創建類對應的散列表」是說：我們會在HashSet, Hashtable, HashMap等等這些本質是散列表的數據結構中，用到該類。例如，會創建該類的HashSet集合。
在這種情況下，該類的「hashCode() 和 equals() 」是有關係的：
- 如果兩個對象相等，那麼它們的hashCode()值一定相同。這裡的相等是指，通過equals()比較兩個對象時返回true。
- 如果兩個對象hashCode()相等，它們並不一定相等。因為在散列表中，hashCode()相等，即兩個鍵值對的哈希值相等。然而哈希值相等，並不一定能得出鍵值對相等。補充說一句：「兩個不同的鍵值對，哈希值相等」，這就是哈希衝突。
此外，在這種情況下。若要判斷兩個對象是否相等，除了要覆蓋equals()之外，也要覆蓋hashCode()函數。否則，equals()無效。
舉例，創建Person類的HashSet集合，必須同時覆蓋Person類的equals() 和 hashCode()方法。
如果單單只是覆蓋equals()方法。我們會發現，equals()方法沒有達到我們想要的效果。
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比較equals() 返回true 以及 返回false時， hashCode()的值。
*
*/
public class ConflictHashCodeTest1{
public static void main(String[] args) {
// 新建Person對象，
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
// 新建HashSet對象
HashSet set = new HashSet();
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
// 比較p1 和 p2， 並列印它們的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
// 列印set
System.out.printf("set:%s\\n", set);
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return "("+name + ", " +age+")";
}
/**
* @desc 覆蓋equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一個對象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判斷是否類型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
運行結果：
p1.equals(p2) : true; p1(1169863946) p2(1690552137)
set:[(eee, 100), (eee, 100), (aaa, 200)]
結果分析：
我們重寫了Person的equals()。但是，很奇怪的發現：HashSet中仍然有重複元素：p1 和 p2。為什麼會出現這種情況呢？
這是因為雖然p1 和 p2的內容相等，但是它們的hashCode()不等；所以，HashSet在添加p1和p2的時候，認為它們不相等。
那同時覆蓋equals() 和 hashCode()方法呢？
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc 比較equals() 返回true 以及 返回false時， hashCode()的值。
*
*/
public class ConflictHashCodeTest2{
public static void main(String[] args) {
// 新建Person對象，
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
Person p3 = new Person("aaa", 200);
Person p4 = new Person("EEE", 100);
// 新建HashSet對象
HashSet set = new HashSet();
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
// 比較p1 和 p2， 並列印它們的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p2) : %s; p1(%d) p2(%d)\\n", p1.equals(p2), p1.hashCode(), p2.hashCode());
// 比較p1 和 p4， 並列印它們的hashCode()
System.out.printf("p1.equals(p4) : %s; p1(%d) p4(%d)\\n", p1.equals(p4), p1.hashCode(), p4.hashCode());
// 列印set
System.out.printf("set:%s\\n", set);
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc重寫hashCode
*/
@Override
public int hashCode(){
int nameHash = name.toUpperCase().hashCode();
return nameHash ^ age;
}
/**
* @desc 覆蓋equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一個對象返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判斷是否類型相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}
運行結果：
p1.equals(p2) : true; p1(68545) p2(68545)
p1.equals(p4) : false; p1(68545) p4(68545)
set:[aaa - 200, eee - 100]
結果分析：
這下，equals()生效了，HashSet中沒有重複元素。
比較p1和p2，我們發現：它們的hashCode()相等，通過equals()比較它們也返回true。所以，p1和p2被視為相等。
比較p1和p4，我們發現：雖然它們的hashCode()相等；但是，通過equals()比較它們返回false。所以，p1和p4被視為不相等。
原則
1.同一個對象（沒有發生過修改）無論何時調用hashCode()得到的返回值必須一樣。
如果一個key對象在put的時候調用hashCode()決定了存放的位置，而在get的時候調用hashCode()得到了不一樣的返回值，這個值映射到了一個和原來不一樣的地方，那麼肯定就找不到原來那個鍵值對了。
2.hashCode()的返回值相等的對象不一定相等，通過hashCode()和equals()必須能唯一確定一個對象。不相等的對象的hashCode()的結果可以相等。hashCode()在注意關注碰撞問題的時候，也要關注生成速度問題，完美hash不現實。
3.一旦重寫了equals()函數（重寫equals的時候還要注意要滿足自反性、對稱性、傳遞性、一致性），就必須重寫hashCode()函數。而且hashCode()的生成哈希值的依據應該是equals()中用來比較是否相等的欄位。
如果兩個由equals()規定相等的對象生成的hashCode不等，對於hashMap來說，他們很可能分別映射到不同位置，沒有調用equals()比較是否相等的機會，兩個實際上相等的對象可能被插入不同位置，出現錯誤。其他一些基於哈希方法的集合類可能也會有這個問題。