作者 |?磊哥

來源 | Java面試真題解析（ID：aimianshi666）

重要說明：本篇為博主《面試題精選-基礎(chǔ)篇》系列中的一篇，關(guān)注我，查看更多面試題。Gitee 面試題系列開源地址：https://gitee.com/mydb/interview

本題目難度：低 |?常見程度：高

equals 方法和 hashCode 方法是 Object 類中的兩個(gè)基礎(chǔ)方法，它們共同協(xié)作來判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等。為什么要這樣設(shè)計(jì)嘞？原因就出在“性能” 2 字上。

使用過 HashMap 我們就知道，通過 hash 計(jì)算之后，我們就可以直接定位出某個(gè)值存儲(chǔ)的位置了，那么試想一下，如果你現(xiàn)在要查詢某個(gè)值是否在集合中？如果不通過 hash 方式直接定位元素（的存儲(chǔ)位置），那么就只能按照集合的前后順序，一個(gè)一個(gè)的詢問比對(duì)了，而這種依次比對(duì)的效率明顯低于 hash 定位的方式。這就是 hash 以及 hashCode 存在的價(jià)值。當(dāng)我們對(duì)比兩個(gè)對(duì)象是否相等時(shí)，我們就可以先使用 hashCode 進(jìn)行比較，如果比較的結(jié)果是 true，那么就可以使用 equals 再次確認(rèn)兩個(gè)對(duì)象是否相等，如果比較的結(jié)果是 true，那么這兩個(gè)對(duì)象就是相等的，否則其他情況就認(rèn)為兩個(gè)對(duì)象不相等。這樣就大大的提升了對(duì)象比較的效率，這也是為什么 Java 設(shè)計(jì)使用 hashCode 和 equals 協(xié)同的方式，來確認(rèn)兩個(gè)對(duì)象是否相等的原因。

那為什么不直接使用 hashCode 就確定兩個(gè)對(duì)象是否相等呢？

這是因?yàn)?strong style="line-height: 1.75em;">不同對(duì)象的 hashCode 可能相同；但 hashCode 不同的對(duì)象一定不相等，所以使用 hashCode 可以起到快速初次判斷對(duì)象是否相等的作用。

但即使知道了以上基礎(chǔ)知識(shí)，依然解決不了本篇的問題，也就是：重寫 equals 時(shí)為什么一定要重寫 hashCode？要想了解這個(gè)問題的根本原因，我們還得先從這兩個(gè)方法開始說起。

1.equals 方法

Object 類中的 equals 方法用于檢測(cè)一個(gè)對(duì)象是否等于另外一個(gè)對(duì)象。在 Object 類中，這個(gè)方法將判斷兩個(gè)對(duì)象是否具有相同的引用。如果兩個(gè)對(duì)象具有相同的引用，它們一定是相等的。

equals 方法的實(shí)現(xiàn)源碼如下：

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

通過上述源碼和 equals 的定義我們可以看出，在大多數(shù)情況來說，equals 的判斷是沒有什么意義的！例如，使用 Object 中的 equals 比較兩個(gè)自定義的對(duì)象是否相等，這就完全沒有意義（因?yàn)闊o論對(duì)象是否相等，結(jié)果都是 false）。

通過以下示例，就可以說明這個(gè)問題：

public?class?EqualsMyClassExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Person?u1?=?new?Person();
????????u1.setName("Java");
????????u1.setAge(18);
??
????????Person?u2?=?new?Person();
????????u1.setName("Java");
????????u1.setAge(18);
????????
????????//?打印?equals?結(jié)果
????????System.out.println("equals 結(jié)果："?+?u1.equals(u2));
????}
}

class?Person?{
????private?String?name;
????private?int?age;
????public?String?getName()?{
????????return?name;
????}
????public?void?setName(String?name)?{
????????this.name?=?name;
????}
????public?int?getAge()?{
????????return?age;
????}
????public?void?setAge(int?age)?{
????????this.age?=?age;
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：因此通常情況下，我們要判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等，一定要重寫 equals 方法，這就是為什么要重寫 equals 方法的原因。

2.hashCode 方法

hashCode 翻譯為中文是散列碼，它是由對(duì)象推導(dǎo)出的一個(gè)整型值，并且這個(gè)值為任意整數(shù)，包括正數(shù)或負(fù)數(shù)。

需要注意的是：散列碼是沒有規(guī)律的。如果 x 和 y 是兩個(gè)不同的對(duì)象，x.hashCode() 與 y.hashCode() 基本上不會(huì)相同；但如果 a 和 b 相等，則 a.hashCode() 一定等于 b.hashCode()。

hashCode 在 Object 中的源碼如下：

public?native?int?hashCode();

從上述源碼可以看到，Object 中的 hashCode 調(diào)用了一個(gè)（native）本地方法，返回了一個(gè) int 類型的整數(shù)，當(dāng)然，這個(gè)整數(shù)可能是正數(shù)也可能是負(fù)數(shù)。

hashCode 使用

相等的值 hashCode 一定相同的示例：

public?class?HashCodeExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????String?s1?=?"Hello";
????????String?s2?=?"Hello";
????????String?s3?=?"Java";
????????System.out.println("s1?hashCode:"?+?s1.hashCode());
????????System.out.println("s2?hashCode:"?+?s2.hashCode());
????????System.out.println("s3?hashCode:"?+?s3.hashCode());
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：

不同的值 hashCode 也有可能相同的示例：

public?class?HashCodeExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????String?s1?=?"Aa";
????????String?s2?=?"BB";
????????System.out.println("s1?hashCode:"?+?s1.hashCode());
????????System.out.println("s2?hashCode:"?+?s2.hashCode());
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：

3.為什么要一起重寫？

接下來回到本文的主題，重寫 equals 為什么一定要重寫 hashCode？

為了解釋這個(gè)問題，我們需要從下面的這個(gè)例子入手。

3.1 Set 正常使用

Set 集合是用來保存不同對(duì)象的，相同的對(duì)象就會(huì)被 Set 合并，最終留下一份獨(dú)一無二的數(shù)據(jù)。

它的正常用法如下：

import?java.util.HashSet;
import?java.util.Set;

public?class?HashCodeExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Set?set?=?new?HashSet();
????????set.add("Java");
????????set.add("Java");
????????set.add("MySQL");
????????set.add("MySQL");
????????set.add("Redis");
????????System.out.println("Set?集合長(zhǎng)度:"?+?set.size());
????????System.out.println();
????????//?打印?Set?中的所有元素
????????set.forEach(d?->?System.out.println(d));
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：從上述結(jié)果可以看出，重復(fù)的數(shù)據(jù)已經(jīng)被 Set 集合“合并”了，這也是 Set 集合最大的特點(diǎn)：去重。

3.2 Set 集合的“異?！?/span>

然而，如果我們?cè)?Set 集合中存儲(chǔ)的是，只重寫了 equals 方法的自定義對(duì)象時(shí)，有趣的事情就發(fā)生了，如下代碼所示：

import?java.util.HashSet;
import?java.util.Objects;
import?java.util.Set;

public?class?EqualsExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?對(duì)象?1
????????Persion?p1?=?new?Persion();
????????p1.setName("Java");
????????p1.setAge(18);
??????? //?對(duì)象?2
????????Persion?p2?=?new?Persion();
????????p2.setName("Java");
????????p2.setAge(18);
??????? //?創(chuàng)建?Set?集合
????????Set?set?=?new?HashSet();
????????set.add(p1);
????????set.add(p2);
??????  //?打印?Set?中的所有數(shù)據(jù)
????????set.forEach(p?->?{
????????????System.out.println(p);
????????});
????}
}


class?Persion?{
????private?String?name;
????private?int?age;

????//?只重寫了?equals?方法
????@Override
????public?boolean?equals(Object?o)?{
????????if?(this?==?o)?return?true;?//?引用相等返回?true
????????//?如果等于?null，或者對(duì)象類型不同返回?false
????????if?(o?==?null?||?getClass()?!=?o.getClass())?return?false;
????????//?強(qiáng)轉(zhuǎn)為自定義?Persion?類型
????????Persion?persion?=?(Persion)?o;
????????//?如果?age?和?name?都相等，就返回?true
????????return?age?==?persion.age?&&
????????????????Objects.equals(name,?persion.name);
????}
?
????public?String?getName()?{
????????return?name;
????}
????public?void?setName(String?name)?{
????????this.name?=?name;
????}
????public?int?getAge()?{
????????return?age;
????}
????public?void?setAge(int?age)?{
????????this.age?=?age;
????}
????
?????@Override
????public?String?toString()?{
????????return?"Persion{"?+
????????????????"name='"?+?name?+?'\''?+
????????????????",?age="?+?age?+
????????????????'}';
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：從上述代碼和上述圖片可以看出，即使兩個(gè)對(duì)象是相等的，Set 集合竟然沒有將二者進(jìn)行去重與合并。這就是重寫了 equals 方法，但沒有重寫 hashCode 方法的問題所在。

3.3 解決“異?！?/span>

為了解決上面的問題，我們嘗試在重寫 equals 方法時(shí)，把 hashCode 方法也一起重寫了，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

import?java.util.HashSet;
import?java.util.Objects;
import?java.util.Set;

public?class?EqualsToListExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?對(duì)象?1
????????Persion?p1?=?new?Persion();
????????p1.setName("Java");
????????p1.setAge(18);
??????  //?對(duì)象?2
????????Persion?p2?=?new?Persion();
????????p2.setName("Java");
????????p2.setAge(18);
??????  //?創(chuàng)建?Set?對(duì)象
????????Set?set?=?new?HashSet();
????????set.add(p1);
????????set.add(p2);
??????  //?打印?Set?中的所有數(shù)據(jù)
????????set.forEach(p?->?{
????????????System.out.println(p);
????????});
????}
}


class?Persion?{
????private?String?name;
????private?int?age;

????@Override
????public?boolean?equals(Object?o)?{
????????if?(this?==?o)?return?true;?//?引用相等返回?true
????????//?如果等于?null，或者對(duì)象類型不同返回?false
????????if?(o?==?null?||?getClass()?!=?o.getClass())?return?false;
????????//?強(qiáng)轉(zhuǎn)為自定義?Persion?類型
????????Persion?persion?=?(Persion)?o;
????????//?如果?age?和?name?都相等，就返回?true
????????return?age?==?persion.age?&&
????????????????Objects.equals(name,?persion.name);
????}

????@Override
????public?int?hashCode()?{
????????//?對(duì)比?name?和?age?是否相等
????????return?Objects.hash(name,?age);
????}
????
????public?String?getName()?{
????????return?name;
????}
????public?void?setName(String?name)?{
????????this.name?=?name;
????}
????public?int?getAge()?{
????????return?age;
????}
????public?void?setAge(int?age)?{
????????this.age?=?age;
????}
????
????@Override
????public?String?toString()?{
????????return?"Persion{"?+
????????????????"name='"?+?name?+?'\''?+
????????????????",?age="?+?age?+
????????????????'}';
????}
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果，如下圖所示：通過上述結(jié)果可以看出，當(dāng)我們一起重寫了兩個(gè)方法之后，奇跡的事情又發(fā)生了，Set 集合又恢復(fù)正常了，這是為什么呢？

3.4 原因分析

出現(xiàn)以上問題的原因是，如果只重寫了 equals 方法，那么默認(rèn)情況下，Set 進(jìn)行去重操作時(shí)，會(huì)先判斷兩個(gè)對(duì)象的 hashCode 是否相同，此時(shí)因?yàn)闆]有重寫 hashCode 方法，所以會(huì)直接執(zhí)行 Object 中的 hashCode 方法，而 Object 中的 hashCode 方法對(duì)比的是兩個(gè)不同引用地址的對(duì)象，所以結(jié)果是 false，那么 equals 方法就不用執(zhí)行了，直接返回的結(jié)果就是 false：兩個(gè)對(duì)象不是相等的，于是就在 Set 集合中插入了兩個(gè)相同的對(duì)象。

但是，如果在重寫 equals 方法時(shí)，也重寫了 hashCode 方法，那么在執(zhí)行判斷時(shí)會(huì)去執(zhí)行重寫的 hashCode 方法，此時(shí)對(duì)比的是兩個(gè)對(duì)象的所有屬性的 hashCode 是否相同，于是調(diào)用 hashCode 返回的結(jié)果就是 true，再去調(diào)用 equals 方法，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)對(duì)象確實(shí)是相等的，于是就返回 true 了，因此 Set 集合就不會(huì)存儲(chǔ)兩個(gè)一模一樣的數(shù)據(jù)了，于是整個(gè)程序的執(zhí)行就正常了。

總結(jié)

hashCode 和 equals 兩個(gè)方法是用來協(xié)同判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等的，采用這種方式的原因是可以提高程序插入和查詢的速度，如果在重寫 equals 時(shí)，不重寫 hashCode，就會(huì)導(dǎo)致在某些場(chǎng)景下，例如將兩個(gè)相等的自定義對(duì)象存儲(chǔ)在 Set 集合時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)程序執(zhí)行的異常，為了保證程序的正常執(zhí)行，所以我們就需要在重寫 equals 時(shí)，也一并重寫 hashCode 方法才行。

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