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这是Java中很经典的问题,在面试中也经常被问起。其实很多书或者文章都提到过要重载hashCode()equals()两个方法才能实现自定义键在HashMap中的查找,但是为什么要这样以及如果不这样做会产生什么后果,好像很少有文章讲到,所以写这么一篇来说明下。

首先,如果我们直接用以下的Person类作为键,存入HashMap中,会发生发生什么情况呢?

javapublic class Person {

    private String id;

    public Person(String id) {
        this.id = id;
    }
}
javaimport java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        HashMap<Person, String> map = new HashMap<Person, String>();

        map.put(new Person("001"), "findingsea");
        map.put(new Person("002"), "linyin");
        map.put(new Person("003"), "henrylin");
        map.put(new Person("003"), "findingsealy");

        System.out.println(map.toString());

        System.out.println(map.get(new Person("001")));
        System.out.println(map.get(new Person("002")));
        System.out.println(map.get(new Person("003")));
    }
}

那么输出结果是什么呢?

{Person@6e4d4d5e=henrylin, Person@275cea3=findingsea, Person@15128ee5=findingsealy, Person@4513098=linyin}
null
null
null

我们可以看到,这里出现了两个问题:

  1. 在添加的过程中,我们将key=new Person("003")的键值对添加了两次,那么在期望中,HashMap中应该只存在一对这样的键值对,因为key(期望中)是相同的,所以不应该重复添加,第二次添加的value="findingsealy"应该替换掉原先的value="henrylin"。但是在输入中,我们发现期望中的情况并没有出现,而是在HashMap同时存在了value="findingsealy"value="henrylin"的两个键值对,并且它们的key值还是不相同的,这显然是错误的。

  2. 在获取value值时,我们分别用三个Person对象去查找,这三个对象和我们刚刚存入的三个key值(在期望中)是相同的,但是查找出的却是三个null值,这显然也是错误的。

那么,正确的方法其实在很多地方都是被描述过了,直接对Person类进行修改,重载equalshashCode方法,修改过后的Person类如下:

javapublic class Person {

    private String id;

    public Person(String id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Person person = (Person) o;

        if (id != null ? !id.equals(person.id) : person.id != null) return false;

        return true;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return id != null ? id.hashCode() : 0;
    }
}

那么,当我们重新执行上述的检验程序时,得到的结果如下:

{Person@ba31=findingsea, Person@ba32=linyin, Person@ba33=findingsealy}
findingsea
linyin
findingsealy

可以看到,之前指出的亮点错误都得到了改正。那么,为什么会这样呢?

HashMap中,查找key的比较顺序为:

  1. 计算对象的Hash Code,看在表中是否存在。
  2. 检查对应Hash Code位置中的对象和当前对象是否相等。

显然,第一步就是要用到hashCode()方法,而第二步就是要用到equals()方法。在没有进行重载时,在这两步会默认调用Object类的这两个方法,而在Object中,Hash Code的计算方法是根据对象的地址进行计算的,那两个Person("003")的对象地址是不同的,所以它们的Hash Code也不同,自然HashMap也不会把它们当成是同一个key了。同时,在Object默认的equals()中,也是根据对象的地址进行比较,自然一个Person("003")和另一个Person("003")是不相等的。

理解了这一点,就很容易搞清楚为什么需要同时重载hashCode()equals两个方法了。

  • 重载hashCode()是为了对同一个key,能得到相同的Hash Code,这样HashMap就可以定位到我们指定的key上。
  • 重载equals()是为了向HashMap表明当前对象和key上所保存的对象是相等的,这样我们才真正地获得了这个key所对应的这个键值对。

还有一个细节,在Person类中对于hashCode()的重在方法为:

java@Override
public int hashCode() {
    return id != null ? id.hashCode() : 0;
}

这里可能有疑惑的点在于:为什么可以用String类型的变量的Hash Code作为Person类的Hash Code值呢?这样new Person(new String("003"))new Person(new String("003"))Hash Code是相等的吗?

来看看以下代码的输出:

javaSystem.out.println("findingsea".hashCode());
System.out.println("findingsea".hashCode());
System.out.println(new String("findingsea").hashCode());
System.out.println(new String("findingsea").hashCode());
728795174
728795174
728795174
728795174

可以看到四条语句的输出都是相等的,很直观的合理的猜测就是String类型也重载了hashCode()以根据字符串的内容来返回Hash Code值,所以相同内容的字符串具有相同的Hash Code

同时,这也说明了一个问题:为什么在已知hashCode()相等的情况下,还需要用equals()进行比较呢?就是因为避免出现上述例子中的出现的情况,因为根据对Person类的hashCode()方法的重载实现,Person类会直接用id这个String类型成员的Hash Code值作为自己的Hash Code值,但是很显然的,一个Person("003")和一个String("003")是不相等的,所以在hashCode()相等的情况下,还需要用equals()进行比较。

以下例子可以作为上述说明的佐证:

javaSystem.out.println(new Person("003").hashCode()); // 47667
System.out.println(new String("003").hashCode()); // 47667

System.out.println(new Person("003").equals(new String("003"))); // false

以上即是全部。


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