Java常見面試問題: equals()與hashCode()的使用

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本篇文章有如下方面: ① equals()與‘==’的區別; ② equals()方法的重寫規則(5條); ③ 為什麼重寫equals()的同時還需要重寫hashCode(); ④ JDK 7中對hashCode()方法的改進; ⑤ Java API文檔中關於hashCode()方法的規定; ⑥ 重... ...

1 equals()與‘==’的區別
2 equals()方法的重寫規則
3 為什麼重寫equals()的同時還需要重寫hashCode()
4 JDK 7中對hashCode()方法的改進
5 Java API文檔中關於hashCode()方法的規定
6 重寫equals()方法時推薦使用getClass(), 而不是instanceof
7 編寫一個完美的equals()方法的建議

1 equals()與‘==’的區別

預設情況下也就是從超類Object繼承而來的equals()方法與‘==’是完全等價的, 比較的都是對象的記憶體地址.

但我們可以重寫equals()方法, 使其按照我們的需求的方式進行比較, 比如String類就重寫了equals方法, 它比較的是字元的序列, 而不再是記憶體地址.

2 equals()方法的重寫規則

自反性、對稱性、傳遞性等都是 <集合論> 中的概念.

(1) 自反性: 對於任何非null的引用值x, x.equals(x)應返回true.

(2) 對稱性: 對於任何非null的引用值x與y, 當且僅當：y.equals(x)返回true時, x.equals(y)才返回true.

(3) 傳遞性: 對於任何非null的引用值x、y與z, 如果y.equals(x)返回true, y.equals(z)返回true, 那麼x.equals(z)也應返回true.

(4) 一致性: 對於任何非null的引用值x與y, 假設對象上equals比較中的信息沒有被修改, 則多次調用x.equals(y)始終返回true或者始終返回false.

(5) 對於任何非空引用值x, x.equal(null)應返回false.

3 為什麼重寫equals()的同時還需要重寫hashCode()

這個問題主要和映射(Map介面)相關. 我們知道Map介面的類會使用到鍵(Key)的哈希碼, 當我們調用put()/get()方法操作Map容器時, 都是根據Key的哈希碼來計算存儲位置的, 因此如果我們對哈希碼的獲取沒有相關保證, 就可能會得不到預期的結果.

在Java中, 我們可以通過hashCode()方法獲取對象的哈希碼, 哈希碼的值就是對象的存儲地址, 這個方法在Object類中聲明, 因此所有的子類都含有該方法.

hashCode就是哈希碼(或者散列碼), 是由對象導出的一個整型值, 哈希碼是沒有規律的, 如果x與y是兩個不同的對象, 那麼x.hashCode()與y.hashCode()就不會相同 —— 只要x和y對象沒有重寫hashCode()方法, JVM規範中明確要求它們的散列碼不會相同.

String(字元串)的哈希碼是由字元串的內容導出的, 也就是String類中重寫了hashCode()方法.

4 JDK 7中對hashCode()方法的改進

(1) Java發佈者希望我們使用更加安全的調用方式來返回散列碼, 也就是使用null安全的java.util.Objects.hashCode()方法, 這個方法的優點是如果參數為null, 就只返回0, 否則返回對象參數調用的hashCode的結果.

Objects.hashCode()的源碼如下:

public static int hashCode(Object o) {
    return o != null ? o.hashCode() : 0;
}

(2) JDK 7中還提供了一個方法: java.util.Objects.hash(Object... objects), 當需要組合多個散列值時可以調用該方法, 比如:

public class Model {
    private String name;
    private double salary;
    private int sex;
    // @Override
    // public int hashCode() {
    //     return Objects.hashCode(name) + new Double(salary).hashCode() + new Integer(sex).hashCode();
    // }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, salary, sex);
    }
}

擴展: 如果我們提供的是一個數值類型的變數, 那麼我們可以調用Arrays.hashCode()方法來計算它的散列碼, 這個散列碼是由數組中各個元素的散列碼組成的.

5 Java API文檔中關於hashCode()方法的規定

—— 內容摘自《Java深入解析》.

(1) 在Java應用程式執行期間, 如果在equals()方法中涉及到的信息沒有被修改, 那麼在同一個對象上多次調用hashCode()方法時必須一致地返回相同的整數. 如果多次執行同一個應用程式時, 不要求該整數必須相同.

(2) 如果兩個對象通過調用equals()方法是相等的, 那麼這兩個對象調用hashCode()方法必須返回相同的整數.

(3) 如果兩個對象通過調用equals()方法是不相等的, 不要求這兩個對象調用hashCode()方法必須返回不同的整數. 但是開發人員應該意識到: 對不同的對象產生不同的hash值可以提高哈希表的性能.

6 重寫equals()方法時推薦使用getClass(), 而不是instanceof

在重寫equals()方法時, 一般推薦使用getClass()來進行類型判斷, 而不是使用instanceof關鍵字.

除非所有的子類有統一的語義才使用instanceof, 統一的語義就是說, 不同的子類在equals()方法中比較的內容相同.

我們知道, instanceof關鍵字的作用是判斷其左邊對象是否為其右邊類型的實例, 返回boolean類型的數據, 它多用來判斷繼承關係中的某個子類的實例是否為父類的實現.

7 編寫一個完美的equals()方法的建議

—— 摘自《Java核心技術第一卷：基礎知識》.

(1) 顯式參數命名為otherObject, 稍後需要將它轉換成另一個叫做other的變數 (參數名命名, 強制轉換請參考下一條建議);

(2) 將otherObject轉換為相應的類類型變數: ClassName other = (ClassName) otherObject;;

(3) 檢測this與otherObject是否引用同一個對象: if(this == otherObject) return true; —— 存儲地址相同, 肯定是同個對象, 直接返回true;

(4) 檢測otherObject是否為null , 如果為null, 返回false: if(otherObject == null) return false;;

(5) 比較this與otherObject是否屬於同一個類(視需求而選擇):

① 如果equals的語義(可以理解為equals比較的內容)在每個子類中有所改變, 就使用getClass檢測: if(getClass() != otherObject.getClass()) return false;

② 如果所有的子類都擁有統一的語義(比較的內容不變), 就使用instanceof檢測: if(!(otherObject instanceof ClassName)) return false;

(6) 對所有需要比較的域進行比較: 使用==比較基本類型域, 使用equals比較對象域. 如果所有的域都匹配, 就返回true, 否則就返回flase:

① 如果在子類中重新定義equals()方法, 就要在其中包含調用super.equals(other);

② 當此方法被重寫時, 通常有必要重寫 hashCode() 方法, 以維護 hashCode 方法的常規協定, 該協定聲明相等對象必須具有相等的哈希碼

參考資料

重寫equal()時為什麼也得重寫hashCode()之深度解讀equal方法與hashCode方法淵源

版權聲明

作者: 馬瘦風

出處: 博客園馬瘦風的博客

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