最近我读了这篇文章 开发人员工作文件。

该文档是关于有效和正确地定义hashCode()和equals(),但我无法弄清楚为什么我们需要覆盖这两个方法。

我如何决定有效地实现这些方法?


当前回答

Joshua Bloch在Effective Java上说

必须在重写equals()的每个类中重写hashCode()。如果不这样做,将违反Object.hashCode()的一般约定,这将阻止您的类与所有基于哈希的集合(包括HashMap、HashSet和Hashtable)一起正常运行。

让我们通过一个例子来理解它,如果我们重写equals()而不重写hashCode()并尝试使用Map会发生什么。

假设我们有这样一个类,如果MyClass的两个对象的importantField相等(使用eclipse生成的hashCode()和equals()),则MyClass的两个对象相等

public class MyClass {
    private final String importantField;
    private final String anotherField;

    public MyClass(final String equalField, final String anotherField) {
        this.importantField = equalField;
        this.anotherField = anotherField;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result
                + ((importantField == null) ? 0 : importantField.hashCode());
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(final Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        final MyClass other = (MyClass) obj;
        if (importantField == null) {
            if (other.importantField != null)
                return false;
        } else if (!importantField.equals(other.importantField))
            return false;
        return true;
    }
}

想象一下你有这个

MyClass first = new MyClass("a","first");
MyClass second = new MyClass("a","second");

只覆盖等于

如果只有equals被覆盖,那么当你调用myMap.put(first,someValue)首先将哈希到某个桶,当你调用myMap.put(second,someOtherValue)它将哈希到其他一些桶(因为它们有不同的hashCode)。所以,尽管它们是相等的,因为它们不散列到同一个桶,映射无法意识到这一点,它们都留在映射中。


虽然如果重写hashCode()就没有必要重写equals(),但让我们看看在这种特殊情况下会发生什么:我们知道MyClass的两个对象是相等的,如果它们的importantField相等,但我们没有重写equals()。

只覆盖hashCode

如果你只覆盖hashCode,那么当你调用myMap.put(first,someValue)时,它首先接受,计算它的hashCode并将其存储在给定的bucket中。然后,当您调用myMap.put(second,someOtherValue)时,它应该根据Map文档将first替换为second,因为它们是相等的(根据业务需求)。

但问题是,equals没有被重新定义,所以当map哈希second并遍历bucket时,寻找是否有一个对象k,使得second.equals(k)为真,它不会找到任何对象,因为second.equals(first)将为假。

希望这是清楚的

其他回答

让我用非常简单的话来解释这个概念。

首先,从更广泛的角度来看,我们有集合,而hashmap是集合中的数据结构之一。

要理解为什么我们必须重写equals和hashcode方法,如果需要的话,首先要理解什么是hashmap以及它的功能。

hashmap是一种以数组方式存储键值对数据的数据结构。假设是a[],其中'a'中的每个元素都是一个键值对。

此外,上述数组中的每个索引都可以是链表,因此在一个索引上有多个值。

为什么要使用hashmap呢?

如果我们必须在一个大数组中搜索,那么搜索每个数组,如果它们不是有效的,那么哈希技术告诉我们,让我们用一些逻辑预处理数组,并根据该逻辑对元素进行分组,即哈希

例如:我们有数组1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11,我们应用哈希函数mod 10,所以1、11将被分组在一起。因此,如果我们必须在前一个数组中搜索11,那么我们必须迭代整个数组,但当我们对它进行分组时,我们限制了迭代的范围,从而提高了速度。为了简单起见,用于存储所有上述信息的数据结构可以看作是一个2d数组

现在除了上面的hashmap还告诉它不会在其中添加任何duplicate。这就是为什么我们要重写等号和hashcode的主要原因

因此,当我们说要解释hashmap的内部工作时,我们需要找到hashmap有什么方法,以及它如何遵循上面我解释过的规则

所以hashmap有一个方法叫as put(K,V),根据hashmap,它应该遵循上面的规则,有效地分配数组,不添加任何重复

put所做的是首先为给定的键生成hashcode来决定值应该放在哪个索引中。如果那个下标处什么都没有,那么新值就会被加到那里,如果那里已经有了,那么新值就会被加到链表末尾那个下标处。但是请记住,不应该根据期望的hashmap行为添加重复项。假设你有两个整数对象aa=11 bb=11。

由于每个对象都派生自对象类,比较两个对象的默认实现是比较引用,而不是对象内部的值。因此,在上述情况下,尽管语义上相同,但两个对象都将无法通过相等性测试,并且有可能存在两个具有相同hashcode和相同值的对象,从而创建重复的对象。如果我们重写,就可以避免添加重复项。 您也可以参考详细工作

import java.util.HashMap;


public class Employee {
    String name;
    String mobile;

    public Employee(String name,String mobile) {
        this.name = name;
        this.mobile = mobile;
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        System.out.println("calling hascode method of Employee");
        String str = this.name;
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            sum = sum + str.charAt(i);
        }
        return sum;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("calling equals method of Employee");
        Employee emp = (Employee) obj;
        if (this.mobile.equalsIgnoreCase(emp.mobile)) {
            System.out.println("returning true");
            return true;
        } else {
            System.out.println("returning false");
            return false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Employee emp = new Employee("abc", "hhh");
        Employee emp2 = new Employee("abc", "hhh");
        HashMap<Employee, Employee> h = new HashMap<>();
        //for (int i = 0; i < 5; i++) {
            h.put(emp, emp);
            h.put(emp2, emp2);
        //}
        
        System.out.println("----------------");
        System.out.println("size of hashmap: "+h.size());
    }
}

Joshua Bloch在Effective Java上说

必须在重写equals()的每个类中重写hashCode()。如果不这样做,将违反Object.hashCode()的一般约定,这将阻止您的类与所有基于哈希的集合(包括HashMap、HashSet和Hashtable)一起正常运行。

让我们通过一个例子来理解它,如果我们重写equals()而不重写hashCode()并尝试使用Map会发生什么。

假设我们有这样一个类,如果MyClass的两个对象的importantField相等(使用eclipse生成的hashCode()和equals()),则MyClass的两个对象相等

public class MyClass {
    private final String importantField;
    private final String anotherField;

    public MyClass(final String equalField, final String anotherField) {
        this.importantField = equalField;
        this.anotherField = anotherField;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result
                + ((importantField == null) ? 0 : importantField.hashCode());
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(final Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        final MyClass other = (MyClass) obj;
        if (importantField == null) {
            if (other.importantField != null)
                return false;
        } else if (!importantField.equals(other.importantField))
            return false;
        return true;
    }
}

想象一下你有这个

MyClass first = new MyClass("a","first");
MyClass second = new MyClass("a","second");

只覆盖等于

如果只有equals被覆盖,那么当你调用myMap.put(first,someValue)首先将哈希到某个桶,当你调用myMap.put(second,someOtherValue)它将哈希到其他一些桶(因为它们有不同的hashCode)。所以,尽管它们是相等的,因为它们不散列到同一个桶,映射无法意识到这一点,它们都留在映射中。


虽然如果重写hashCode()就没有必要重写equals(),但让我们看看在这种特殊情况下会发生什么:我们知道MyClass的两个对象是相等的,如果它们的importantField相等,但我们没有重写equals()。

只覆盖hashCode

如果你只覆盖hashCode,那么当你调用myMap.put(first,someValue)时,它首先接受,计算它的hashCode并将其存储在给定的bucket中。然后,当您调用myMap.put(second,someOtherValue)时,它应该根据Map文档将first替换为second,因为它们是相等的(根据业务需求)。

但问题是,equals没有被重新定义,所以当map哈希second并遍历bucket时,寻找是否有一个对象k,使得second.equals(k)为真,它不会找到任何对象,因为second.equals(first)将为假。

希望这是清楚的

我正在研究解释“如果你只覆盖hashCode,那么当你调用myMap.put(first,someValue)时,它首先接受,计算它的hashCode并将其存储在给定的桶中。然后,当你调用myMap.put(first,someOtherValue)时,它应该根据Map文档将first替换为second,因为它们是相等的(根据我们的定义)。”:

我认为第二次添加myMap时应该是第二个对象比如myMap。put(second,someOtherValue)

考虑在一个桶中收集所有黑色的球。你的工作是像下面这样给这些球上色,并将其用于适当的游戏,

对于网球-黄色,红色。 板球-白色

现在水桶有三种颜色的球黄色,红色和白色。只有你知道哪个颜色适合哪个游戏。

给球上色-哈希。 选择比赛的球-平等。

如果你给球上色,然后有人选了板球或网球,他们不会介意颜色的!!

为什么重写equals()方法

在Java中,我们不能重载==、+=、-+等操作符的行为。他们的行为是特定的。让我们关注一下这里的运算符==。

operator ==如何工作。

它检查我们比较的两个引用是否指向内存中的同一个实例。只有当这两个引用表示内存中的同一个实例时,Operator ==才会解析为true。

现在让我们考虑下面的例子

public class Person {

      private Integer age;
      private String name;
    
      ..getters, setters, constructors
      }

假设在你的程序中,你在不同的地方建立了2个Person对象,你希望比较它们。

Person person1 = new Person("Mike", 34);
Person person2 = new Person("Mike", 34);
System.out.println ( person1 == person2 );  --> will print false!

这两个对象从商业角度看是一样的,对吧?对于JVM,它们是不一样的。因为它们都是用new关键字创建的,所以这些实例位于内存中的不同段中。因此运算符==将返回false

但是如果我们不能重写==操作符,我们怎么能对JVM说我们希望这两个对象被视为相同的。这里出现了.equals()方法。

您可以重写equals()来检查某些对象是否具有相同的值,以便将特定字段视为相等。

您可以选择要比较的字段。如果我们说2个Person对象当且仅当它们具有相同的年龄和相同的名称时是相同的,那么IDE将为自动生成equals()创建如下内容

@Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                name.equals(person.name);
    }

让我们回到前面的例子

    Person person1 = new Person("Mike", 34);
    Person person2 = new Person("Mike", 34);
    System.out.println ( person1 == person2 );   --> will print false!
    System.out.println ( person1.equals(person2) );  --> will print true!

所以我们不能重载==运算符来以我们想要的方式比较对象,但是Java给了我们另一种方法,equals()方法,我们可以随心所欲地重写它。

但是请记住,如果我们没有在我们的类中提供.equals()的自定义版本(也就是重写),那么Object类和==操作符中预定义的.equals()将表现完全相同。

从Object继承的默认equals()方法将检查两个比较实例在内存中是否相同!

为什么重写hashCode()方法

java中的一些数据结构(如HashSet, HashMap)基于应用于这些元素上的哈希函数来存储它们的元素。哈希函数是hashCode()

如果我们可以选择重写.equals()方法,那么我们也必须选择重写hashCode()方法。这是有原因的。

继承自Object的hashCode()的默认实现认为内存中的所有对象都是唯一的!

让我们回到哈希数据结构。对于这些数据结构有一个规则。

HashSet不能包含重复的值,HashMap不能包含重复的键

HashSet是在幕后使用HashMap实现的,HashSet的每个值都存储为HashMap中的一个键。

所以我们必须理解HashMap是如何工作的。

简单地说,HashMap是一个具有一些桶的原生数组。每个桶都有一个linkedList。在那个linkedList中存储了我们的键。HashMap通过应用hashCode()方法为每个键定位正确的linkedList,然后它遍历该linkedList中的所有元素,并对每个元素应用equals()方法,以检查该元素是否已经包含在其中。不允许重复密钥。

当我们在HashMap中放东西时,键就存储在其中一个linkedlist中。该键将存储在哪个linkedList中,由该键上的hashCode()方法的结果显示。因此,如果key1. hashcode()的结果是4,那么key1将存储在数组的第4个桶中,在那里存在的linkedList中。

默认情况下,hashCode()方法为每个不同的实例返回不同的结果。如果我们有默认的equals(),它的行为类似于==,它将内存中的所有实例视为不同的对象,我们就没有任何问题。

但在前面的示例中,我们说过,如果Person实例的年龄和名字匹配,则认为Person实例是相等的。

    Person person1 = new Person("Mike", 34);
    Person person2 = new Person("Mike", 34);
    System.out.println ( person1.equals(person2) );  --> will print true!

现在让我们创建一个映射,将这些实例存储为键,并使用一些字符串作为pair值

Map<Person, String> map = new HashMap();
map.put(person1, "1");
map.put(person2, "2");

在Person类中,我们没有重写hashCode方法,但我们重写了equals方法。由于默认的hashCode为不同的java实例提供不同的结果,person1.hashCode()和person2.hashCode()很有可能得到不同的结果。

我们的映射可能以这些人在不同的链表中结束。

这违背了HashMap的逻辑

一个HashMap不允许有多个相等的键!

但是我们现在有了,原因是从对象类继承的默认hashCode()是不够的。在Person类上重写equals()方法之后就不会了。

这就是为什么我们必须在重写equals方法之后重写hashCode()方法的原因。

现在我们来解决这个问题。让我们重写hashCode()方法来考虑equals()考虑的相同字段,即年龄、姓名

 public class Person {

      private Integer age;
      private String name;
    
      ..getters, setters, constructors

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                name.equals(person.name);
    }

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

      }

现在让我们再次尝试将这些键保存到HashMap中

Map<Person, String> map = new HashMap();
map.put(person1, "1");
map.put(person2, "2");

person1.hashCode()和person2.hashCode()肯定是相同的。假设它是0。

HashMap将进入0桶,在LinkedList中将person1保存为值为“1”的键。对于第二次放置HashMap是足够智能的,当它再次到bucket 0保存值为“2”的person2 key时,它将看到另一个相等的key已经存在于那里。它会覆盖之前的键。最后HashMap中只有person2键。

现在我们与哈希映射规则保持一致,该规则说不允许有多个相等的键!