equals() ? ==? hashCode()? 今天就把你们都认识清楚

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2021-04-14 17:01

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  • Java中的数据类型
  • 什么时候用关系操作符==,什么时候用equals方法?
  • equals方法,为什么报了 空指针 java.lang.NullPointerException?
  • hashCode 方法有什么作用?hashCode 和 equals 的关系?
  • 为什么每个覆盖了equals方法的类中,也必须覆盖hashCode方法?

数据类型

java中的数据类型,可分为两类:

1.基本数据类型(原始数据类型)

byte,short,char,int,long,float,double,boolean   他们之间的比较,应用双等号(==),基础数据类型比较的是他们的值

2.引用类型(类、接口、数组)

当他们用(==)进行比较的时候,比较的是他们在内存中的存放地址, 对象是放在堆中的,栈中存放的是对象的引用(地址)。由此可见'=='在比较的对象是引用类型时,是对栈中的地址值进行比较的


关系操作符 ==

java中包含的关系操作符有小于(<)大于(>)小于或等于(<=)大于或等于(>=)等于(==)以及不等于(!=)

==!=适用所有对象,但是这两个操作符通常在比较对象的时候会出问题:

在这里==和!=比较的是对象的引用。尽管对象的内容相同,但是对象的引用却是不同的,说以n1==n2是false。

        Integer n1 = new Integer(47);
        Integer n2 = new Integer(47);
        
        System.out.println(n1 == n2);  //false
        System.out.println(n1 != n2);  //true

在这里 == 比较的是基本数据类型, 那么他会比较数值是否相等.所以此时 n1 == n2输出  true.

        int n1 = 100;
        int n2 = 100;

        System.out.println(n1 == n2);  //true
        System.out.println(n1 != n2);  //false

equals方法

默认情况,对象的equals方法 调用的是Object类中equals方法.源码如下:

    public boolean equals(Object obj) {
        return (this == obj);  
    }

注意这里相当于还是用的==,在这里比较的是引用对象,所以是比较地址(是不是同一个对象)


第二种情况,重写了对象的equals方法. 例如String对象.源码如下:

public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;//如果是同一个对象直接返回
        }
        if (anObject instanceof String) {//是String对象开始判断内容.
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {//逐个字符比较,若有不相等字符,返回false
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

此时,equals方法的重写实现不尽相同,但是重写后一般都是通过对象的内容是否相等 来判断 对象是否相等,对于大多数Java类库都实现了equals()方法,以便用来比较对象的内容,而非比较对象的引用


避免equals方法,报空指针

避免equals方法报空指针,先告诉大家,答案是使用Objects.equals(a,b),在JDK7添加了一个Objects工具类,它提供了一些方法来操作对象,它由一些静态的实用方法组成,这些方法是null-save(空指针安全的)或null-tolerant(容忍空指针的),用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。

在默认情况下,对象的equals方法没有重写 调用的是Object类中equals方法

那么我们来写个报错的例子:

        A a = null;//假设我接收到config对象,我并不知道是否为空,就进行比较
        boolean r = a.equals(new B());
        System.out.println(r); //输出 java.lang.NullPointerException

此时由于我们的疏忽,接收到参数后,并没有对参数进行校验,导致调用equals方法报出空指针.

//其它的例子有:
null.equals("java宝典");  //NullPointerException

"java宝典".equals(null);  //false 只有equals左边的对象不为Null时,才有结果

null.equals(null);  //NullPointerException

使用Objects.equals(a,b),左右 两边都为Null也不会报空指针

 Objects.equals(null,"java宝典");  //false
 
 Objects.equals("java宝典",null);  //false
 
 Objects.equals(null,null);  //true

看一下Objects.equals方法的源码,它是容忍空指针的

    public static boolean equals(Object a, Object b) {
        return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
    }

hashCode() 方法

哈希(Hash)实际上是 人名,由于他提出一哈希算法的概念,所以就以他的名字命名了。哈希算法也称为散列算法,是指将数据依特定算法直接指定到一个地址上,通俗理解就是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。

在java中,默认情况下,对象没有重写hashCode()方法.使用的是Object类中的.

  public native int hashCode()//它是一个native方法.

Object 类定义的 hashCode 方法会针对不同的对象返回不同的整数。(这是通过将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的)

例子:

        Config config1 = new Config();
        Config config2 = new Config();

        System.out.println(config1.hashCode());  //1128032093

        System.out.println(config2.hashCode());  //1066516207

        System.out.println(config1.equals(config2));  //false

hashCode 和 equals 的关系

二者均是Object类里的方法,由于Object类是所有类的基类,所以一切类里都可以重写这两个方法。

  • 原则 1 :如果 x.equals(y) 返回 “true”,那么 x 和 y 的 hashCode() 必须相等 ;

  • 原则 2 :如果 x.equals(y) 返回 “false”,那么 x 和 y 的 hashCode() 有可能相等,也有可能不等 ;

  • 原则 3 :如果 x 和 y 的 hashCode() 不相等,那么 x.equals(y) 一定返回 “false” ;

  • 原则 4 :一般来讲,equals 这个方法是给用户调用的,而 hashcode 方法一般用户不会去调用 ;

  • 原则 5 :当一个对象类型作为集合对象的元素时,那么这个对象应该拥有自己的equals()和hashCode()设计,而且要遵守前面所说的几个原则。

在 Java 应用程序执行期间,在对同一对象多次调用 hashCode 方法时,必须一致地返回相同的整数,前提是将对象进行 equals 比较时所用的信息没有被修改。从某一应用程序的一次执行到同一应用程序的另一次执行,该整数无需保持一致。

如果根据 equals(Object) 方法,两个对象是相等的,那么对这两个对象中的每个对象调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。

如果根据 equals(java.lang.Object) 方法,两个对象不相等,那么对这两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法 不要求 一定生成不同的整数结果。但是,程序员应该意识到,为不相等的对象生成不同整数结果可以提高哈希表的性能。


为什么每个覆盖了equals方法的类中,也必须覆盖hashCode方法?

在每个覆盖了equals方法的类中,也必须覆盖hashCode方法。如果不这样做的话,就会违反Object.hashCode的通用约定,从而导致该类无法结合所有基于散列的集合一起正常运作

上面我们介绍了hashCode是什么,进一步了解 hashCode 的应用,我们必须先要了解Java中的容器,因为 HashCode 只是在需要用到哈希算法的数据结构中才有用,比如 HashSet, HashMap ..

我们以hashMap为例:

HashMap是由数组和链表组成的存储数据的结构。确定一个数据存储在数组中的哪个位置 就是通过hashCode方法进行计算出存储在哪个位置, 产生冲突的话就会调用equals方法进行比对, 如果不同,那么就将其加入链表尾部,如果相同就替换原数据。计算位置当然不是上面简单的一个hashCode方法就计算出来,中间还有一些其他的步骤,这里可以简单的认为是hashCode确定了位置,代码如下:

public V put(K key, V value) {
     // 如果哈希表没有初始化就进行初始化
     if (table == EMPTY_TABLE) {
         // 初始化哈希表
         inflateTable(threshold);
     }
  
     // 当key为null时,调用putForNullKey方法,保存null于table的第一个位置中,这是HashMap允许为null的原因
     if (key == null) {
         return putForNullKey(value);
     }
  
     // 计算key的hash值
     int hash = hash(key);
     // 根据key的hash值和数组的长度定位到entry数组的指定槽位
     int i = indexFor(hash, table.length);
     // 获取存放位置上的entry,如果该entry不为空,则遍历该entry所在的链表
     for (Entry<K, V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
         Object k;
         // 通过key的hashCode和equals方法判断,key是否存在, 如果存在则用新的value取代旧的value,并返回旧的value
         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
             V oldValue = e.value;
             e.value = value;
             e.recordAccess(this);
             return oldValue;
         }
     }
  
     // 修改次数增加1
     modCount++;
     // 如果找不到链表 或者 遍历完链表后,发现key不存在,则创建一个新的Entry,并添加到HashMap中
     addEntry(hash, key, value, i);
     return null;
 } 

在上面的方法中,调用了一个方法可以看到,数组的下标是根据传入的元素hashCode方法的返回值再和特定的值异或决定的:

static int indexFor(int h, int length) {
        // 对hash值和length-1进行与运算来计算索引
        return h & (length - 1);
    }

再回到我们的问题:为什么每个覆盖了equals方法的类中,也必须覆盖hashCode方法?

如果你重写了equals, 而hashCode的实现不重写,那么类的hashcode方法就是Object默认的hashcode方法,由于默认的hashcode方法是根据对象的内存地址经哈希算法得来的一个值,那么很可能某两个对象明明是“相等”,而hashCode却不一样。

这样,当你用其中的一个作为键保存到hashMap、hasoTable或hashSet中,再以“相等的”找另一个作为键值去查找他们的时候 ,则根本找不到。导致HashSet、HashMap不能正常的运作.

比如:有个A类重写了equals方法,但是没有重写hashCode方法,对象a1和对象a2使用equals方法相等,按照上面的hashcode的用法,那么他们两个的hashcode肯定相等,但是这里由于没重写hashcode方法,他们两个hashcode并不一样,所以,我们在重写了equals方法后,尽量也重写了hashcode方法,通过一定的算法,使他们在equals相等时,也会有相同的hashcode值。


总结

  • == 在比较基本数据类型时,比较的是

  • == 在比较引用数据类型时,比较的是对象的引用地址

  • 对象的equals方法,在不重写的情况下,使用的是==,比较的是对象的引用地址

  • 对象的equals方法,在重写以后,用于比较对象的内容是否相等,实现可以使用IDE生成或者自定义实现.(例如,String类对equals方法的重写就是逐个比较字符)

  • 不重写的情况下,对象的equals方法 调用的是Object类中equals方法,在条件左边为Null时会报空指针,使用Objects.equals(a,b)可以避免空指针

  • hashcode是系统用来快速检索对象而使用的

  • 重写了equals方法后,也要重写了hashcode方法,否则会导致HashSet、HashMap等依赖hashCode的容器不能正常的运作




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