Java中的hashcode方法介绍

哈希表这个数据结构想必大多数人都不陌生,而且在很多地方都会利用到hash表来提高查找效率。在Java的Object类中有一个方法:

public native int hashCode();

根据这个方法的声明可知,该方法返回一个int类型的数值,并且是本地方法,因此在Object类中并没有给出具体的实现。

为何Object类需要这样一个方法?它有什么作用呢?今天我们就来具体探讨一下hashCode方法。

一.hashCode方法的作用

对于包含容器类型的程序设计语言来说,基本上都会涉及到hashCode。在Java中也一样,hashCode方法的主要作用是为了配合基于散列的集合一起正常运行,这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。

为什么这么说呢?考虑一种情况,当向集合中插入对象时,如何判别在集合中是否已经存在该对象了?(注意:集合中不允许重复的元素存在)

也许大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较,这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据,如果采用equals方法去逐一比较,效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了,当集合要添加新的对象时,先调用这个对象的hashCode方法,得到对应的hashcode值,实际上在HashMap的具体实现中会用一个table保存已经存进去的对象的hashcode值,如果table中没有该hashcode值,它就可以直接存进去,不用再进行任何比较了;如果存在该hashcode值, 就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了,不相同就散列其它的地址,所以这里存在一个冲突解决的问题,这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,说通俗一点:Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息(比如对象的存储地址,对象的字段等)映射成一个数值,这个数值称作为散列值。下面这段代码是java.util.HashMap的中put方法的具体实现:

public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
      return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key.hashCode());
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<k,v> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
      Object k;
      if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
        V oldValue = e.value;
        e.value = value;
        e.recordAccess(this);
        return oldValue;
      }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
  }

put方法是用来向HashMap中添加新的元素,从put方法的具体实现可知,会先调用hashCode方法得到该元素的hashCode值,然后查看table中是否存在该hashCode值,如果存在则调用equals方法重新确定是否存在该元素,如果存在,则更新value值,否则将新的元素添加到HashMap中。从这里可以看出,hashCode方法的存在是为了减少equals方法的调用次数,从而提高程序效率。

有些朋友误以为默认情况下,hashCode返回的就是对象的存储地址,事实上这种看法是不全面的,确实有些JVM在实现时是直接返回对象的存储地址,但是大多时候并不是这样,只能说可能存储地址有一定关联。下面是HotSpot JVM中生成hash散列值的实现:

static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self, oop obj) {
 intptr_t value = 0 ;
 if (hashCode == 0) {
   // This form uses an unguarded global Park-Miller RNG,
   // so it's possible for two threads to race and generate the same RNG.
   // On MP system we'll have lots of RW access to a global, so the
   // mechanism induces lots of coherency traffic.
   value = os::random() ;
 } else
 if (hashCode == 1) {
   // This variation has the property of being stable (idempotent)
   // between STW operations. This can be useful in some of the 1-0
   // synchronization schemes.
   intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
   value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
 } else
 if (hashCode == 2) {
   value = 1 ;      // for sensitivity testing
 } else
 if (hashCode == 3) {
   value = ++GVars.hcSequence ;
 } else
 if (hashCode == 4) {
   value = intptr_t(obj) ;
 } else {
   // Marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state
   // This is probably the best overall implementation -- we'll
   // likely make this the default in future releases.
   unsigned t = Self->_hashStateX ;
   t ^= (t << 11) ;
   Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
   Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
   Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
   unsigned v = Self->_hashStateW ;
   v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
   Self->_hashStateW = v ;
   value = v ;
 }

 value &= markOopDesc::hash_mask;
 if (value == 0) value = 0xBAD ;
 assert (value != markOopDesc::no_hash, "invariant") ;
 TEVENT (hashCode: GENERATE) ;
 return value;
}

该实现位于hotspot/src/share/vm/runtime/synchronizer.cpp文件下。

因此有人会说,可以直接根据hashcode值判断两个对象是否相等吗?肯定是不可以的,因为不同的对象可能会生成相同的hashcode值。虽然不能根据hashcode值判断两个对象是否相等,但是可以直接根据hashcode值判断两个对象不等,如果两个对象的hashcode值不等,则必定是两个不同的对象。如果要判断两个对象是否真正相等,必须通过equals方法。

也就是说对于两个对象,如果调用equals方法得到的结果为true,则两个对象的hashcode值必定相等;

如果equals方法得到的结果为false,则两个对象的hashcode值不一定不同;

如果两个对象的hashcode值不等,则equals方法得到的结果必定为false;

如果两个对象的hashcode值相等,则equals方法得到的结果未知。

二.equals方法和hashCode方法

在有些情况下,程序设计者在设计一个类的时候为需要重写equals方法,比如String类,但是千万要注意,在重写equals方法的同时,必须重写hashCode方法。为什么这么说呢?

下面看一个例子:

package com.cxh.test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
class People{
  private String name;
  private int age;
  public People(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  public void setAge(int age){
    this.age = age;
  }
  @Override
  public boolean equals(Object obj) {
    // TODO Auto-generated method stub
    return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    People p1 = new People("Jack", 12);
    System.out.println(p1.hashCode());
    HashMap<people, integer=""> hashMap = new HashMap<people, integer="">();
    hashMap.put(p1, 1);
    System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
  }
}

在这里我只重写了equals方法,也就说如果两个People对象,如果它的姓名和年龄相等,则认为是同一个人。

这段代码本来的意愿是想这段代码输出结果为“1”,但是事实上它输出的是“null”。为什么呢?原因就在于重写equals方法的同时忘记重写hashCode方法。

虽然通过重写equals方法使得逻辑上姓名和年龄相同的两个对象被判定为相等的对象(跟String类类似),但是要知道默认情况下,hashCode方法是将对象的存储地址进行映射。那么上述代码的输出结果为“null”就不足为奇了。原因很简单,p1指向的对象和

System.out.println(hashMap.get(new People(“Jack”, 12)));这句中的new People(“Jack”, 12)生成的是两个对象,它们的存储地址肯定不同。下面是HashMap的get方法的具体实现:

public V get(Object key) {
    if (key == null)
      return getForNullKey();
    int hash = hash(key.hashCode());
    for (Entry<k,v> e = table[indexFor(hash, table.length)];
       e != null;
       e = e.next) {
      Object k;
      if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
        return e.value;
    }
    return null;
  }

所以在hashmap进行get操作时,因为得到的hashcdoe值不同(注意,上述代码也许在某些情况下会得到相同的hashcode值,不过这种概率比较小,因为虽然两个对象的存储地址不同也有可能得到相同的hashcode值),所以导致在get方法中for循环不会执行,直接返回null。

因此如果想上述代码输出结果为“1”,很简单,只需要重写hashCode方法,让equals方法和hashCode方法始终在逻辑上保持一致性。

package com.cxh.test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
class People{
  private String name;
  private int age;
  public People(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  public void setAge(int age){
    this.age = age;
  }
  @Override
  public int hashCode() {
    // TODO Auto-generated method stub
    return name.hashCode()*37+age;
  }
  @Override
  public boolean equals(Object obj) {
    // TODO Auto-generated method stub
    return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    People p1 = new People("Jack", 12);
    System.out.println(p1.hashCode());
    HashMap<people, integer=""> hashMap = new HashMap<people, integer="">();
    hashMap.put(p1, 1);
    System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
  }
}

这样一来的话,输出结果就为“1”了。

下面这段话摘自Effective Java一书:

在程序执行期间,只要equals方法的比较操作用到的信息没有被修改,那么对这同一个对象调用多次,hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。

如果两个对象根据equals方法比较是相等的,那么调用两个对象的hashCode方法必须返回相同的整数结果。

如果两个对象根据equals方法比较是不等的,则hashCode方法不一定得返回不同的整数。

对于第二条和第三条很好理解,但是第一条,很多时候就会忽略。在《Java编程思想》一书中的P495页也有同第一条类似的一段话:

“设计hashCode()时最重要的因素就是:无论何时,对同一个对象调用hashCode()都应该产生同样的值。如果在讲一个对象用put()添加进HashMap时产生一个hashCdoe值,而用get()取出时却产生了另一个hashCode值,那么就无法获取该对象了。所以如果你的hashCode方法依赖于对象中易变的数据,用户就要当心了,因为此数据发生变化时,hashCode()方法就会生成一个不同的散列码”。

下面举个例子:

package com.cxh.test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
class People{
  private String name;
  private int age;
  public People(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  public void setAge(int age){
    this.age = age;
  }
  @Override
  public int hashCode() {
    // TODO Auto-generated method stub
    return name.hashCode()*37+age;
  }
  @Override
  public boolean equals(Object obj) {
    // TODO Auto-generated method stub
    return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    People p1 = new People("Jack", 12);
    System.out.println(p1.hashCode());
    HashMap<people, integer=""> hashMap = new HashMap<people, integer="">();
    hashMap.put(p1, 1);
    p1.setAge(13);
    System.out.println(hashMap.get(p1));
  }
}

这段代码输出的结果为“null”,想必其中的原因大家应该都清楚了。

因此,在设计hashCode方法和equals方法的时候,如果对象中的数据易变,则最好在equals方法和hashCode方法中不要依赖于该字段。

以上属个人理解,如有不正之处,欢迎批评指正。

总结

以上就是本文关于Java中的hashcode方法介绍的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:Java中的静态内部类详解及代码示例、Java源码解析之object类、java使用RandomAccessFile类基于指针读写文件实例代码等,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持!

(0)

相关推荐

  • java集合——Java中的equals和hashCode方法详解

    Java中的equals方法和hashCode方法是Object中的,所以每个对象都是有这两个方法的,有时候我们需要实现特定需求,可能要重写这两个方法,今天就来介绍一些这两个方法的作用. equals()和hashCode()方法是用来在同一类中做比较用的,尤其是在容器里如set存放同一类对象时用来判断放入的对象是否重复. 这里我们首先要明白一个问题: equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等,equals()不相等的两个对象,却并不能证明他们的hashcode()不相等.换

  • java中hashCode方法与equals方法的用法总结

    首先,想要明白hashCode的作用,必须要先知道Java中的集合. 总的来说,Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set. 前者集合内的元素是有序的,元素可以重复:后者元素无序,但元素不可重复. 那么这里就有一个比较严重的问题了:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢? 这就是Object.equals方法了.但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了. 也就是说,如果集合中现在已经有

  • java中的hashCode方法小例子

    在java中,有一个这样的规定,就是两个相同的对象(即equals运算为true),它们的hash code也必须相同.在Object类中有一个hashCode方法,可以调用它来查看对象的hash code.下面举例说明. 复制代码 代码如下: package test; public class Test { public static void main(String args[]){  String str1 = "aaa";  String str2 = str1;  Stri

  • Java中的hashcode方法介绍

    哈希表这个数据结构想必大多数人都不陌生,而且在很多地方都会利用到hash表来提高查找效率.在Java的Object类中有一个方法: public native int hashCode(); 根据这个方法的声明可知,该方法返回一个int类型的数值,并且是本地方法,因此在Object类中并没有给出具体的实现. 为何Object类需要这样一个方法?它有什么作用呢?今天我们就来具体探讨一下hashCode方法. 一.hashCode方法的作用 对于包含容器类型的程序设计语言来说,基本上都会涉及到has

  • 重写Java中的equals方法介绍

    Java中,只有8种基本类型不是对象,例如:4种整形类型(byte, short, int,long),2种浮点类型(flout, double),boolean, char不是对象,其他的所有类型,不论是对象数组,列表等都扩展了Object类.了解学习Object中方法的设计原理和实现方式有助于更好的学习理解java语言.下面,我们首先学习一下Object中的equals方法. 判断两个对象相等时,JVM首先查找两个对象的hashCode, 如果两者hashCode不同,则返回false;如果

  • 浅谈Java中的hashcode方法(推荐)

    哈希表这个数据结构想必大多数人都不陌生,而且在很多地方都会利用到hash表来提高查找效率.在Java的Object类中有一个方法: public native int hashCode(); 根据这个方法的声明可知,该方法返回一个int类型的数值,并且是本地方法,因此在Object类中并没有给出具体的实现. 为何Object类需要这样一个方法?它有什么作用呢?今天我们就来具体探讨一下hashCode方法. 一.hashCode方法的作用 对于包含容器类型的程序设计语言来说,基本上都会涉及到has

  • Java中PrintWriter使用方法介绍

    目录 简介 文本文件的转码复制 运行程序 简介 PrintWriter 与 PrintStream 相同.PrintStream 只能接字节流,而 PrintWriter 既能接字节流又能接字符流. PrintStream 最终输出的总是 byte 数据,而 PrintWriter 则是扩展了 Writer 接口,它的 print()/println() 方法最终输出的是 char 数据.两者的使用方法几乎是一模一样的. 文本文件的转码复制 public class Main { public

  • java中定义常量方法介绍

    java没有叫全局变量的东西(有全局变量还叫OO吗?):原因:Java将所有设计都基于对象的基础上.Java的全局变量只能对一个类内部而言.能够在类内的任何地方使用的变量就是全局变量,而只在某个特定的函数或者局部的程序块内使用的变量则是局部变量. 所以:声明为static的变量实质上就是全局变量.当声明一个对象时,并不产生static变量的拷贝,而是该类所有的实例变量共用同一个static变量. 使用:java中只有static和非static变量,这个属于每个类的,如果需要全局变量比如PI(3

  • java中重写equals()方法的同时要重写hashcode()方法(详解)

    object对象中的 public boolean equals(Object obj),对于任何非空引用值 x 和 y,当且仅当 x 和 y 引用同一个对象时,此方法才返回 true: 注意:当此方法被重写时,通常有必要重写 hashCode 方法,以维护 hashCode 方法的常规协定,该协定声明相等对象必须具有相等的哈希码.如下: (1) 当obj1.equals(obj2)为true时,obj1.hashCode() == obj2.hashCode()必须为true (2) 当obj

  • java ArrayList中的remove方法介绍

    先看一段代码,看看自定义的ArrayList中的remove设计是否有问题. public class MyArrayList { private Object[] mData = new Object[0]; private int mSize = 0; // 删除第i个元素 public void remove(int i) { if (i < 0 || i >= mSize) return; for (int index = i; index < mSize - 1; index+

  • java中String.intern()方法功能介绍

    下文笔者讲述java中String.intern()方法的功能简介说明,如下所示: String.intern原理 String.intern():    此方法是一个Native方法      底层调用C++的 StringTable::intern方法实现 当通过语句str.intern()调用intern()方法后    JVM 就会在当前类的常量池中查找是否存在与str等值的String     若存在则直接返回常量池中相应Strnig的引用     若不存在,则会在常量池中创建一个等值

  • java中的 toString()方法实例代码

    前言: toString()方法 相信大家都用到过,一般用于以字符串的形式返回对象的相关数据. 最近项目中需要对一个ArrayList<ArrayList<Integer>> datas  形式的集合处理. 处理要求把集合数据转换成字符串形式,格式为 :子集合1数据+"#"+子集合2数据+"#"+....+子集合n数据. 举例: 集合数据 :[[1,2,3],[2,3,5]]  要求转成为 "[1,2,3]#[2,3,5]"

随机推荐