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为什么覆写equals的时候一定要覆写hashCode

经常在论坛上面看到覆写hashCode函数的问题,很多情况下是一些开发者不了解hash code,或者和equals一起用的时候不太清楚为啥一定要覆写hashCode。

对于hash code的理论我不想多说,这个话题太大。那些“对称性”,“传递性”的规则网上有无数的文章来描述。我只想说用hash code的原因只有一个:效率。理论的说法它的复杂度只有O(1)。试想我们把元素放在线性表里面,每次要找一个元素必须从头一个一个的找它的复杂度有O(n)。如果放在平衡二叉树,复杂度也有O(log n)。

为啥很多地方说“覆写equals的时候一定要覆写hashCode”。说到这里我知道很多人知道有个原则:如果a.equals(b)那么要确保a.hashCode()==b.hashCode()。为什么?hashCode和我写的程序的业务逻辑毫无关系,为啥我要override? 要我说如果你的class永远不可能放在hash code为基础的容器内,不必劳神,您真的不必override hashCode() :)

说得准确一点放在HashMap和Hashtable里面如果是作为value而不是作为key的话也是不必override hashCode了。至于HashSet,实际上它只是忽略value的HashMap,每次HashSet.add(o)其实就是HashMap.put(o, dummyObject)。

那为什么放到Hash容器里面要overide hashCode呢?因为每次get的时候HashMap既要看equals是不是true也要看hash code是不是一致,put的时候也是要看equals和hash code。

如果说到这里您还是不太明白,咱就举个例子:

譬如把一个自己定义的class Foo{…}作为key放到HashMap。实际上HashMap也是把数据存在一个数组里面,所以在put函数里面,HashMap会调Foo.hashCode()算出作为这个元素在数组里面的下标,然后把key和value封装成一个对象放到数组。等一下,万一2个对象算出来的hash code一样怎么办?会不会冲掉?先回答第2个问题,会不会冲掉就要看Foo.equals()了,如果equals()也是true那就要冲掉了。万一是false,就是所谓的collision了。当2个元素hashCode一样但是equals为false的时候,那个HashMap里面的数组的这个元素就变成了链表。也就是hash code一样的元素在一个链表里面,链表的头在那个数组里面。

回过来说get的时候,HashMap也先调key.hashCode()算出数组下标,然后看equals如果是true就是找到了,所以就涉及了equals。

假设如果有个key为a的元素在HashMap里面的情况:

1:如果这时候用equals为true但是hashCode不等的b作为get参数的话,这个时候b算出来的数组下标一定不是a所在的下标位置。

2:如果这时候用equals为false但是hashCode相等的b作为get参数的话,这个时候b算出来的数组下标是对了,但是用equals来寻找相符的key就找不到a了。

以上2种情况要么就是get找不到符合的元素返回null,要么就是返回一个hashCode和equals恰好都符合b的另外的元素,这就产生了混乱。混乱的根本就是错误实现hashCode和equals。

下面有个非常简化版的HashMap实现帮助大家理解,您甚至可以把它当作伪代码来看。(这个实现只是为了模拟HashMap的机制,所以参数检查,访问修饰符都忽略。在java.util.HashMap里面的对hash值的二次hash,根据数组长度计算index,以及超出数组时的resize都忽略)

/*
 * Just to demonstrate hash map mechanism,
 * Please do not use it in your commercial product.
 *
 * Argument checking and modifier are ignored.
 * In java.util.HashMap, array are used instead of ArrayList, so index of array is calculated by 'h & (length-1)',
 * while we use ArrayList to skip the calculation for simple.
 *
 * @author Shengyuan Lu 卢声远 <michaellufhl@yahoo.com.cn>
 */
public class SimpleHashMap {
ArrayList<LinkedList<Entry>> entries = new ArrayList<LinkedList<Entry>>();
    
/**
* Each key-value is encapsulated by Entry.
*/
static class Entry {
Object key;
Object value;
public Entry(Object key, Object value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
}
void put(Object key, Object value) {
LinkedList<Entry> e = entries.get(key.hashCode());
if (e != null) {
for (Entry entry : e) {
if (entry.key.equals(key)) {
entry.value = value;// Match in lined list
return;
}
}
e.addFirst(new Entry(key, value));// Add the entry to the list
} else {
// Put the new entry in array
LinkedList<Entry> newEntry = new LinkedList<Entry>();
newEntry.add(new Entry(key, value));
entries.add(key.hashCode(), newEntry);
}
}
Object get(Object key) {
LinkedList<Entry> e = entries.get(key.hashCode());
if (e != null) {
for (Entry entry : e) {
if (entry.key.equals(key)) {
return entry.value;
}
}
}
return null;
}

/**
* Do we need to override equals() and hashCode() for SimpleHashMap itself?
* I don't know either:)
*/
}

[来源:http://blog.csdn.net/michaellufhl/archive/2010/08/23/5833188.aspx]

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