前言
Java的基類Object提供了一些方法，其中equals()方法用於判斷兩個物件是否相等，hashCode()方法用於計算物件的雜湊碼。equals()和hashCode()都不是final方法，都可以被重寫(overwrite)。
本文介紹了2種方法在使用和重寫時，一些需要注意的問題。
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目錄
三、String中equals()和hashCode()的實現
一、equal()方法
Object類中equals()方法實現如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
通過該實現可以看出，Object類的實現採用了區分度最高的演算法，即只要兩個物件不是同一個物件，那麼equals()一定返回false。
雖然我們在定義類時，可以重寫equals()方法，但是有一些注意事項；JDK中說明了實現equals()方法應該遵守的約定：
（1）自反性：x.equals(x)必須返回true。
（2）對稱性：x.equals(y)與y.equals(x)的返回值必須相等。
（3）傳遞性：x.equals(y)為true，y.equals(z)也為true，那麼x.equals(z)必須為true。
（4）一致性：如果物件x和y在equals()中使用的資訊都沒有改變，那麼x.equals(y)值始終不變。
（5）非null：x不是null，y為null，則x.equals(y)必須為false。
二、hashCode()方法
1、Object的hashCode()
Object類中hashCode()方法的宣告如下：
public native int hashCode();
可以看出，hashCode()是一個native方法，而且返回值型別是整形；實際上，該native方法將物件在記憶體中的地址作為雜湊碼返回，可以保證不同物件的返回值不同。
與equals()方法類似，hashCode()方法可以被重寫。JDK中對hashCode()方法的作用，以及實現時的注意事項做了說明：
（1）hashCode()在雜湊表中起作用，如java.util.HashMap。
（2）如果物件在equals()中使用的資訊都沒有改變，那麼hashCode()值始終不變。
（3）如果兩個物件使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應該相等。
（4）如果兩個物件使用equals()方法判斷為不相等，則不要求hashCode()也必須不相等；但是開發人員應該認識到，不相等的物件產生不相同的hashCode可以提高雜湊表的效能。
2、hashCode()的作用
總的來說，hashCode()在雜湊表中起作用，如HashSet、HashMap等。
當我們向雜湊表(如HashSet、HashMap等)中新增物件object時，首先呼叫hashCode()方法計算object的雜湊碼，通過雜湊碼可以直接定位object在雜湊表中的位置(一般是雜湊碼對雜湊表大小取餘)。如果該位置沒有物件，可以直接將object插入該位置；如果該位置有物件(可能有多個，通過連結串列實現)，則呼叫equals()方法比較這些物件與object是否相等，如果相等，則不需要儲存object；如果不相等，則將該物件加入到連結串列中。
這也就解釋了為什麼equals()相等，則hashCode()必須相等。如果兩個物件equals()相等，則它們在雜湊表(如HashSet、HashMap等)中只應該出現一次；如果hashCode()不相等，那麼它們會被雜湊到雜湊表的不同位置，雜湊表中出現了不止一次。
實際上，在JVM中，載入的物件在記憶體中包括三部分：物件頭、例項資料、填充。其中，物件頭包括指向物件所屬型別的指標和MarkWord，而MarkWord中除了包含物件的GC分代年齡資訊、加鎖狀態資訊外，還包括了物件的hashcode；物件例項資料是物件真正儲存的有效資訊；填充部分僅起到佔位符的作用, 原因是HotSpot要求物件起始地址必須是8位元組的整數倍。
三、String中equals()和hashCode()的實現
String類中相關實現程式碼如下：
private final char value[];
private int hash; // Default to 0
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
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) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
通過程式碼可以看出以下幾點：
1、String的資料是final的，即一個String物件一旦建立，便不能修改；形如String s = "hello"; s = "world";的語句，當s = "world"執行時，並不是字串物件的值變為了"world"，而是新建了一個String物件，s引用指向了新物件。
2、String類將hashCode()的結果快取為hash值，提高效能。
3、String物件equals()相等的條件是二者同為String物件，長度相同，且字串值完全相同；不要求二者是同一個物件。
4、String的hashCode()計算公式為：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
關於hashCode()計算過程中，為什麼使用了數字31，主要有以下原因：
1、使用質數計算雜湊碼，由於質數的特性，它與其他數字相乘之後，計算結果唯一的概率更大，雜湊衝突的概率更小。
2、使用的質數越大，雜湊衝突的概率越小，但是計算的速度也越慢；31是雜湊衝突和效能的折中，實際上是實驗觀測的結果。
3、JVM會自動對31進行優化：31 * i == (i << 5) - i
四、如何重寫hashCode()
本節先介紹重寫hashCode()方法應該遵守的原則，再介紹通用的hashCode()重寫方法。
1、重寫hashcode()的原則
通過前面的描述我們知道，重寫hashCode需要遵守以下原則：
（1）如果重寫了equals()方法，檢查條件“兩個物件使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應該相等”是否成立，如果不成立，則重寫hashCode ()方法。
（2）hashCode()方法不能太過簡單，否則雜湊衝突過多。
（3）hashCode()方法不能太過複雜，否則計算複雜度過高，影響效能。
2、hashCode()重寫方法
《Effective Java》中提出了一種簡單通用的hashCode演算法
A、初始化一個整形變數，為此變數賦予一個非零的常數值，比如int result = 17;
B、選取equals方法中用於比較的所有域（之所以只選擇equals()中使用的域，是為了保證上述原則的第1條），然後針對每個域的屬性進行計算：
(1) 如果是boolean值，則計算f ? 1:0
(2) 如果是byte\char\short\int,則計算(int)f
(3) 如果是long值，則計算(int)(f ^ (f >>> 32))
(4) 如果是float值，則計算Float.floatToIntBits(f)
(5) 如果是double值，則計算Double.doubleToLongBits(f)，然後返回的結果是long,再用規則(3)去處理long,得到int
(6) 如果是物件應用，如果equals方法中採取遞迴呼叫的比較方式，那麼hashCode中同樣採取遞迴呼叫hashCode的方式。否則需要為這個域計算一個正規化，比如當這個域的值為null的時候，那麼hashCode 值為0
(7) 如果是陣列，那麼需要為每個元素當做單獨的域來處理。java.util.Arrays.hashCode方法包含了8種基本型別陣列和引用陣列的hashCode計算，演算法同上。
C、最後，把每個域的雜湊碼合併到物件的雜湊碼中。
下面通過一個例子進行說明。在該例中，Person類重寫了equals()方法和hashCode()方法。因為equals()方法中只使用了name域和age域，所以hashCode()方法中，也只計算name域和age域。
對於String型別的name域，直接使用了String的hashCode()方法；對於int型別的age域，直接用其值作為該域的hash。
public class Person {
private String name;
private int age;
private boolean gender;
public Person() {
super();
}
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;
}
public boolean isGender() {
return gender;
}
public void setGender(boolean gender) {
this.gender = gender;
}
@Override
public boolean equals(Object another) {
if (this == another) {
return true;
}
if (another instanceof Person) {
Person anotherPerson = (Person) another;
if (this.getName().equals(anotherPerson.getName()) && this.getAge() == anotherPerson.getAge()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
int hash = 17;
hash = hash * 31 + getName().hashCode();
hash = hash * 31 + getAge();
return hash;
}
}