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HashCode的作用原理和实例解析

本文转载自:http://blog.csdn.net/seu_calvin/article/details/52094115

  1.  HashCode的特性
    (1)HashCode的存在主要是用于查找的快捷性,如Hashtable,HashMap等,HashCode经常用于确定对象的存储地址;
    (2)如果两个对象相同, equals方法一定返回true,并且这两个对象的HashCode一定相同;
    (3)两个对象的HashCode相同,并不一定表示两个对象就相同,即equals()不一定为true,只能说明这两个对象在一个散列存储结构中。
    (4)如果对象的equals方法被重写,那么对象的HashCode也尽量重写。

  2.  HashCode作用
    Java中的集合有两类,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。 equals方法可用于保证元素不重复,但如果每增加一个元素就检查一次,若集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。 于是,Java采用了哈希表的原理。
    哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的HashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。
    (1)如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;
    (2)如果这个位置上已经有元素了,就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了;
    (3)不相同的话,也就是发生了Hash key相同导致冲突的情况,那么就在这个Hash key的地方产生一个链表,将所有产生相同HashCode的对象放到这个单链表上去,串在一起。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。 
    如何理解HashCode的作用?
    从Object角度看,JVM每new一个Object,它都会将这个Object丢到一个Hash表中去,这样的话,下次做Object的比较或者取这个对象的时候(读取过程),它会根据对象的HashCode再从Hash表中取这个对象。这样做的目的是提高取对象的效率。若HashCode相同再去调用equal。

  3.  HashCode实践

 HashCode是用于查找使用的,而equals是用于比较两个对象是否相等的。
(1)例如内存中有这样的位置 :
0 1 2 3 4 5 6 7
而我有个类,这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上8个位置之一,如果不用HashCode而任意存放,那么当查找时就需要到这八个位置里挨个去找,或者用二分法一类的算法。  但以上问题如果用HashCode就会使效率提高很多。  定义我们的HashCode为ID%8,比如我们的ID为9,9除8的余数为1,那么我们就把该类存在1这个位置,如果ID是13,求得的余数是5,那么我们就把该类放在5这个位置。依此类推。  
(2)如果两个类有相同的HashCode,例如9除以8和17除以8的余数都是1,也就是说,我们先通过 HashCode来判断两个类是否存放某个桶里,但这个桶里可能有很多类,那么我们就需要再通过equals在这个桶里找到我们要的类。   

请看下面这个例子 :

public class HashTest {  
    private int i;  

    public int getI() {  
        return i;  
    }  

    public void setI(int i) {  
        this.i = i;  
    }  

    public int hashCode() {  
        return i % 10;  
    }  

    public final static void main(String[] args) {  
        HashTest a = new HashTest();  
        HashTest b = new HashTest();  
        a.setI(1);  
        b.setI(1);  
        Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();  
        set.add(a);  
        set.add(b);  
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());  
        System.out.println(a.equals(b));  
        System.out.println(set);  
    }  
}  

输出结果为:

​true
false
[HashTest@1, HashTest@1]

以上这个示例,我们只是重写了HashCode方法,从上面的结果可以看出,虽然两个对象的HashCode相等,但是实际上两个对象并不是相等,因为我们没有重写equals方法,那么就会调用Object默认的equals方法,显示这是两个不同的对象。

这里我们将生成的对象放到了HashSet中,而HashSet中只能够存放唯一的对象,也就是相同的(适用于equals方法)的对象只会存放一个,但是这里实际上是两个对象ab都被放到了HashSet中,这样HashSet就失去了他本身的意义了。

下面我们继续重写equals方法:

public class HashTest {  
    private int i;  

    public int getI() {  
        return i;  
    }  

    public void setI(int i) {  
        this.i = i;  
    }  

    public boolean equals(Object object) {  
        if (object == null) {  
            return false;  
        }  
        if (object == this) {  
            return true;  
        }  
        if (!(object instanceof HashTest)) {  
            return false;  
        }  
        HashTest other = (HashTest) object;  
        if (other.getI() == this.getI()) {  
            return true;  
        }  
        return false;  
    }

    public int hashCode() {  
        return i % 10;  
    }  

    public final static void main(String[] args) {  
        HashTest a = new HashTest();  
        HashTest b = new HashTest();  
        a.setI(1);  
        b.setI(1);  
        Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();  
        set.add(a);  
        set.add(b);  
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());  
        System.out.println(a.equals(b));  
        System.out.println(set);  
    }  
}  

输出结果如下所示。

从结果我们可以看出,现在两个对象就完全相等了,HashSet中也只存放了一份对象。

true
true
[HashTest@1]

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