我们如何决定集合的hashCode()方法的最佳实现(假设equals方法已被正确重写)?
对于简单类,通常最容易基于equals()实现检查的类字段实现hashCode()。
public class Zam {
private String foo;
private String bar;
private String somethingElse;
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) {
return true;
}
if (obj == null) {
return false;
}
if (getClass() != obj.getClass()) {
return false;
}
Zam otherObj = (Zam)obj;
if ((getFoo() == null && otherObj.getFoo() == null) || (getFoo() != null && getFoo().equals(otherObj.getFoo()))) {
if ((getBar() == null && otherObj. getBar() == null) || (getBar() != null && getBar().equals(otherObj. getBar()))) {
return true;
}
}
return false;
}
public int hashCode() {
return (getFoo() + getBar()).hashCode();
}
public String getFoo() {
return foo;
}
public String getBar() {
return bar;
}
}
最重要的是保持hashCode()和equals()的一致性:如果equals()对于两个对象返回true,那么hashCode()应该返回相同的值。如果equals()返回false,那么hashCode()应该返回不同的值。
这里有一个非常严重的bug。
Zam obj1 = new Zam("foo", "bar", "baz");
Zam obj2 = new Zam("fo", "obar", "baz");
同样的hashcode
你可能想要
public int hashCode() {
return (getFoo().hashCode() + getBar().hashCode()).toString().hashCode();
(现在你能在Java中直接从int获取hashCode吗?我认为它做了一些自动铸造。如果是这种情况,跳过toString,它很难看。)
首先确保equals被正确实现。摘自一篇IBM DeveloperWorks文章:
对称性:对于两个参考,a和b,当且仅当b等于(a)时,a等于(b) 自反性:对于所有非空引用,a.equals(a) 及物性:如果a等于(b) b等于(c),那么a等于(c)
然后确保它们与hashCode的关系尊重联系人(来自同一篇文章):
与hashCode()的一致性:两个相等的对象必须具有相同的hashCode()值
最后,一个好的哈希函数应该努力接近理想的哈希函数。
只是一个快速的注释,以完成其他更详细的答案(在代码方面):
如果我考虑如何在java中创建哈希表的问题,特别是jGuru FAQ条目,我相信可以判断哈希代码的其他标准是:
同步(算法是否支持并发访问)? 失败安全迭代(算法是否检测到迭代过程中发生变化的集合) 空值(哈希码是否支持集合中的空值)
如果我正确理解你的问题,你有一个自定义的集合类(即一个从集合接口扩展的新类),你想实现hashCode()方法。
如果您的集合类扩展了AbstractList,那么您就不必担心它,因为已经有equals()和hashCode()的实现,它通过遍历所有对象并将它们的hashCodes()相加来工作。
public int hashCode() {
int hashCode = 1;
Iterator i = iterator();
while (i.hasNext()) {
Object obj = i.next();
hashCode = 31*hashCode + (obj==null ? 0 : obj.hashCode());
}
return hashCode;
}
现在,如果你想要的是计算特定类哈希码的最佳方法,我通常使用^(按位排他或)操作符来处理我在equals方法中使用的所有字段:
public int hashCode(){
return intMember ^ (stringField != null ? stringField.hashCode() : 0);
}
任何在可能的范围内均匀分布哈希值的哈希方法都是一个很好的实现。参见effective java (http://books.google.com.au/books?id=ZZOiqZQIbRMC&dq=effective+java&pg=PP1&ots=UZMZ2siN25&sig=kR0n73DHJOn-D77qGj0wOxAxiZw&hl=en&sa=X&oi=book_result&resnum=1&ct=result),其中有一个关于hashcode实现的好技巧(第9项我认为…)
最好的实现?这是一个很难回答的问题,因为这取决于使用模式。
Josh Bloch的Effective Java在第8项(第二版)中提出了几乎所有情况下合理的良好实现。最好的办法是去查一下,因为作者在那里解释了为什么这种方法是好的。
简短的版本
Create a int result and assign a non-zero value. For every field f tested in the equals() method, calculate a hash code c by: If the field f is a boolean: calculate (f ? 0 : 1); If the field f is a byte, char, short or int: calculate (int)f; If the field f is a long: calculate (int)(f ^ (f >>> 32)); If the field f is a float: calculate Float.floatToIntBits(f); If the field f is a double: calculate Double.doubleToLongBits(f) and handle the return value like every long value; If the field f is an object: Use the result of the hashCode() method or 0 if f == null; If the field f is an array: see every field as separate element and calculate the hash value in a recursive fashion and combine the values as described next. Combine the hash value c with result: result = 37 * result + c Return result
这将导致在大多数使用情况下哈希值的适当分布。
在Apache Commons Lang中,有效Java的hashcode()和equals()逻辑有一个很好的实现。签出HashCodeBuilder和EqualsBuilder。
关于8.blogspot.com,你说过
如果equals()对于两个对象返回true,那么hashCode()应该返回相同的值。如果equals()返回false,那么hashCode()应该返回不同的值
我不同意你的看法。如果两个对象具有相同的hashcode,并不意味着它们是相等的。
如果A等于B,那么A.hashcode必须等于B.hascode
but
如果A.hashcode等于B.hascode,这并不意味着A必须等于B
我更喜欢使用实用工具方法从谷歌集合库从类对象,帮助我保持我的代码干净。equals和hashcode方法通常都是从IDE的模板中创建的,所以它们的可读性不太好。
如果你使用eclipse,你可以使用以下方法生成equals()和hashCode():
生成hashCode()和equals()。
使用此函数,您可以决定使用哪些字段进行相等和散列代码计算,Eclipse将生成相应的方法。
当组合哈希值时,我通常使用boost c++库中使用的组合方法,即:
seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
这在确保平均分配方面做得相当好。有关这个公式如何工作的一些讨论,请参阅StackOverflow的帖子:boost::hash_combine中的魔术数字
在http://burtleburtle.net/bob/hash/doobs.html上有关于不同哈希函数的很好的讨论
如果你对dmeister推荐的Effective Java实现感到满意,你可以使用一个库调用来代替自己的调用:
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(this.firstName, this.lastName);
}
这需要Guava (com.google.common.base.Objects.hashCode)或Java 7中的标准库(Java .util. objects .hash),但工作方式相同。
虽然这链接到Android文档(Wayback Machine)和我自己在Github上的代码,但它一般适用于Java。我的答案是dmeister的答案的扩展,只是代码更容易阅读和理解。
@Override
public int hashCode() {
// Start with a non-zero constant. Prime is preferred
int result = 17;
// Include a hash for each field.
// Primatives
result = 31 * result + (booleanField ? 1 : 0); // 1 bit » 32-bit
result = 31 * result + byteField; // 8 bits » 32-bit
result = 31 * result + charField; // 16 bits » 32-bit
result = 31 * result + shortField; // 16 bits » 32-bit
result = 31 * result + intField; // 32 bits » 32-bit
result = 31 * result + (int)(longField ^ (longField >>> 32)); // 64 bits » 32-bit
result = 31 * result + Float.floatToIntBits(floatField); // 32 bits » 32-bit
long doubleFieldBits = Double.doubleToLongBits(doubleField); // 64 bits (double) » 64-bit (long) » 32-bit (int)
result = 31 * result + (int)(doubleFieldBits ^ (doubleFieldBits >>> 32));
// Objects
result = 31 * result + Arrays.hashCode(arrayField); // var bits » 32-bit
result = 31 * result + referenceField.hashCode(); // var bits » 32-bit (non-nullable)
result = 31 * result + // var bits » 32-bit (nullable)
(nullableReferenceField == null
? 0
: nullableReferenceField.hashCode());
return result;
}
EDIT
通常,当重写hashcode(…)时,还需要重写equals(…)。所以对于那些将要或已经实现等于的人,这里有一个来自我的Github的很好的参考…
@Override
public boolean equals(Object o) {
// Optimization (not required).
if (this == o) {
return true;
}
// Return false if the other object has the wrong type, interface, or is null.
if (!(o instanceof MyType)) {
return false;
}
MyType lhs = (MyType) o; // lhs means "left hand side"
// Primitive fields
return booleanField == lhs.booleanField
&& byteField == lhs.byteField
&& charField == lhs.charField
&& shortField == lhs.shortField
&& intField == lhs.intField
&& longField == lhs.longField
&& floatField == lhs.floatField
&& doubleField == lhs.doubleField
// Arrays
&& Arrays.equals(arrayField, lhs.arrayField)
// Objects
&& referenceField.equals(lhs.referenceField)
&& (nullableReferenceField == null
? lhs.nullableReferenceField == null
: nullableReferenceField.equals(lhs.nullableReferenceField));
}
我在arrays . deephashcode(…)周围使用了一个小包装器,因为它可以正确地处理作为参数提供的数组
public static int hash(final Object... objects) {
return Arrays.deepHashCode(objects);
}
下面是另一个考虑超类逻辑的JDK 1.7+方法演示。我认为它对对象类hashCode()进行记帐非常方便,纯粹依赖于JDK,没有额外的手工工作。请注意Objects.hash()是空容忍的。
我没有包括任何equals()实现,但实际上您当然需要它。
import java.util.Objects;
public class Demo {
public static class A {
private final String param1;
public A(final String param1) {
this.param1 = param1;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(
super.hashCode(),
this.param1);
}
}
public static class B extends A {
private final String param2;
private final String param3;
public B(
final String param1,
final String param2,
final String param3) {
super(param1);
this.param2 = param2;
this.param3 = param3;
}
@Override
public final int hashCode() {
return Objects.hash(
super.hashCode(),
this.param2,
this.param3);
}
}
public static void main(String [] args) {
A a = new A("A");
B b = new B("A", "B", "C");
System.out.println("A: " + a.hashCode());
System.out.println("B: " + b.hashCode());
}
}
标准实现很弱,使用它会导致不必要的冲突。想象一个
class ListPair {
List<Integer> first;
List<Integer> second;
ListPair(List<Integer> first, List<Integer> second) {
this.first = first;
this.second = second;
}
public int hashCode() {
return Objects.hashCode(first, second);
}
...
}
Now,
new ListPair(List.of(a), List.of(b, c))
and
new ListPair(List.of(b), List.of(a, c))
List的乘数具有相同的hashCode,即31*(a+b) + c。hashCode在这里被重用。显然,碰撞是不可避免的,但产生不必要的碰撞只是……不必要的。
There's nothing substantially smart about using 31. The multiplier must be odd in order to avoid losing information (any even multiplier loses at least the most significant bit, multiples of four lose two, etc.). Any odd multiplier is usable. Small multipliers may lead to faster computation (the JIT can use shifts and additions), but given that multiplication has latency of only three cycles on modern Intel/AMD, this hardly matters. Small multipliers also leads to more collision for small inputs, which may be a problem sometimes.
使用质数是没有意义的,因为质数在环Z/(2**32)中没有意义。
因此,我建议使用随机选择的大奇数(可以选择质数)。由于i86/amd64 cpu可以使用更短的指令来匹配一个有符号字节的操作数,因此对于像109这样的乘法器来说,速度优势很小。为了最小化冲突,可以使用类似0x58a54cf5的值。
在不同的地方使用不同的乘数是有帮助的,但可能不足以证明额外的工作是合理的。
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