[Java提高篇之hashCode](http://www.importnew.com/20381.html) 原文出處：?[chenssy](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3651218.html) 在前面三篇博文中LZ講解了（[HashMap](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3521565.html)、[HashSet](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3621851.html)、[HashTable](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3643886.html)），在其中LZ不斷地講解他們的put和get方法，在這兩個方法中計算key的hashCode應該是最重要也是最精華的部分，所以下面LZ揭開hashCode的“神秘”面紗。 ## hashCode的作用 要想了解一個方法的內在原理，我們首先需要明白它是干什么的，也就是這個方法的作用。在講解數組時（[java提高篇（十八）——數組](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3463719.html)），我們提到數組是java中效率最高的數據結構，但是“最高”是有前提的。第一我們需要知道所查詢數據的所在位置。第二：如果我們進行迭代查找時，數據量一定要小，對于大數據量而言一般推薦集合。 在Java集合中有兩類，一類是List，一類是Set他們之間的區別就在于List集合中的元素師有序的，且可以重復，而Set集合中元素是無序不可重復的。對于List好處理，但是對于Set而言我們要如何來保證元素不重復呢？通過迭代來equals()是否相等。數據量小還可以接受，當我們的數據量大的時候效率可想而知（當然我們可以利用算法進行優化）。比如我們向HashSet插入1000數據，難道我們真的要迭代1000次，調用1000次equals()方法嗎？hashCode提供了解決方案。怎么實現？我們先看hashCode的源碼(Object)。 | 1 | `public` `native` `int` `hashCode();` | 它是一個本地方法，它的實現與本地機器有關，這里我們暫且認為他返回的是對象存儲的物理位置（實際上不是，這里寫是便于理解）。當我們向一個集合中添加某個元素，集合會首先調用hashCode方法，這樣就可以直接定位它所存儲的位置，若該處沒有其他元素，則直接保存。若該處已經有元素存在，就調用equals方法來匹配這兩個元素是否相同，相同則不存，不同則散列到其他位置（具體情況請參考（Java提高篇（）—–HashMap））。這樣處理，當我們存入大量元素時就可以大大減少調用equals()方法的次數，極大地提高了效率。 所以**hashCode在上面扮演的角色為尋域**（尋找某個對象在集合中區域位置）。hashCode可以將集合分成若干個區域，每個對象都可以計算出他們的hash碼，可以將hash碼分組，每個分組對應著某個存儲區域，根據一個對象的hash碼就可以確定該對象所存儲區域，這樣就大大減少查詢匹配元素的數量，提高了查詢效率。 ## hashCode對于一個對象的重要性 hashCode重要么？不重要，對于List集合、數組而言，他就是一個累贅，但是對于HashMap、HashSet、HashTable而言，它變得異常重要。所以在使用HashMap、HashSet、HashTable時一定要注意hashCode。對于一個對象而言，其hashCode過程就是一個簡單的Hash算法的實現，其實現過程對你實現對象的存取過程起到非常重要的作用。 在前面LZ提到了HashMap和HashTable兩種數據結構，雖然他們存在若干個區別，但是他們的實現原理是相同的，這里我以HashTable為例闡述hashCode對于一個對象的重要性。 一個對象勢必會存在若干個屬性，如何選擇屬性來進行散列考驗著一個人的設計能力。如果我們將所有屬性進行散列，這必定會是一個糟糕的設計，因為對象的hashCode方法無時無刻不是在被調用，如果太多的屬性參與散列，那么需要的操作數時間將會大大增加，這將嚴重影響程序的性能。但是如果較少屬相參與散列，散列的多樣性會削弱，會產生大量的散列“沖突”，除了不能夠很好的利用空間外，在某種程度也會影響對象的查詢效率。其實這兩者是一個矛盾體，散列的多樣性會帶來性能的降低。 那么如何對對象的hashCode進行設計，LZ也沒有經驗。從網上查到了這樣一種解決方案：設置一個緩存標識來緩存當前的散列碼，只有當參與散列的對象改變時才會重新計算，否則調用緩存的hashCode，這樣就可以從很大程度上提高性能。 在HashTable計算某個對象在table[]數組中的索引位置，其代碼如下： | 1 | `int` `index = (hash &` `0x7FFFFFFF``) % tab.length;` | 為什么要&0x7FFFFFFF？因為某些對象的hashCode可能會為負值，與0x7FFFFFFF進行與運算可以確保index為一個正數。通過這步我可以直接定位某個對象的位置，所以從理論上來說我們是完全可以利用hashCode直接定位對象的散列表中的位置，但是為什么會存在一個key-value的鍵值對，利用key的hashCode來存入數據而不是直接存放value呢？這就關系HashTable性能問題的最重要的問題:Hash沖突！ 我們知道沖突的產生是由于不同的對象產生了相同的散列碼，假如我們設計對象的散列碼可以確保99.999999999%的不重復，但是有一種絕對且幾乎不可能遇到的沖突你是絕對避免不了的。我們知道hashcode返回的是int，它的值只可能在int范圍內。如果我們存放的數據超過了int的范圍呢？這樣就必定會產生兩個相同的index，這時在index位置處會存儲兩個對象，我們就可以利用key本身來進行判斷。所以具有相索引的對象，在該index位置處存在多個對象，我們必須依靠key的hashCode和key本身來進行區分。 ## hashCode與equals 在Java中hashCode的實現總是伴隨著equals，他們是緊密配合的，你要是自己設計了其中一個，就要設計另外一個。當然在多數情況下，這兩個方法是不用我們考慮的，直接使用默認方法就可以幫助我們解決很多問題。但是在有些情況，我們必須要自己動手來實現它，才能確保程序更好的運作。 對于equals，我們必須遵循如下規則： ????? 對稱性：如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也應該返回是“true”。 ????? 反射性：x.equals(x)必須返回是“true”。 ????? 類推性：如果x.equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那么z.equals(x)也應該返回是“true”。 ????? 一致性：如果x.equals(y)返回是“true”，只要x和y內容一直不變，不管你重復x.equals(y)多少次，返回都是“true”。 任何情況下，x.equals(null)，永遠返回是“false”；x.equals(和x不同類型的對象)永遠返回是“false”。 對于hashCode，我們應該遵循如下規則： ????? 1.?在一個應用程序執行期間，如果一個對象的equals方法做比較所用到的信息沒有被修改的話，則對該對象調用hashCode方法多次，它必須始終如一地返回同一個整數。 ????? 2.?如果兩個對象根據equals(Object o)方法是相等的，則調用這兩個對象中任一對象的hashCode方法必須產生相同的整數結果。 ????? 3.?如果兩個對象根據equals(Object o)方法是不相等的，則調用這兩個對象中任一個對象的hashCode方法，不要求產生不同的整數結果。但如果能不同，則可能提高散列表的性能。 至于兩者之間的關聯關系，我們只需要記住如下即可： 如果x.equals(y)返回“true”，那么x和y的hashCode()必須相等。 如果x.equals(y)返回“false”，那么x和y的hashCode()有可能相等，也有可能不等。 理清了上面的關系我們就知道他們兩者是如何配合起來工作的。先看下圖： [](http://images.cnitblog.com/blog/381060/201404/080846536063051.png "2014040701_thumb2") 整個處理流程是： 1、判斷兩個對象的hashcode是否相等，若不等，則認為兩個對象不等，完畢，若相等，則比較equals。 2、若兩個對象的equals不等，則可以認為兩個對象不等，否則認為他們相等。 實例： | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 | `public` `class` `Person {` `private` `int` `age;` `private` `int` `sex;` `//0：男，1：女` `private` `String name;` `private` `final` `int` `PRIME =` `37``;` `Person(``int` `age ,``int` `sex ,String name){` `this``.age = age;` `this``.sex = sex;` `this``.name = name;` `}` `/** 省略getter、setter方法 **/`? `@Override` `public` `int` `hashCode() {` `System.out.println(``"調用hashCode方法..........."``);` `int` `hashResult =` `1``;` `hashResult = (hashResult + Integer.valueOf(age).hashCode() + Integer.valueOf(sex).hashCode()) * PRIME;` `hashResult = PRIME * hashResult + ((name ==` `null``) ?` `0` `: name.hashCode());` `System.out.println(``"name:"``+name +``" hashCode:"` `+ hashResult);` `return` `hashResult;` `}?` `/**` `* 重寫hashCode()` `*/` `public` `boolean` `equals(Object obj) {` `System.out.println(``"調用equals方法..........."``);` `if``(obj ==` `null``){` `return` `false``;` `}` `if``(obj.getClass() !=` `this``.getClass()){` `return` `false``;` `}` `if``(``this` `== obj){` `return` `true``;` `}` `Person person = (Person) obj;` `if``(getAge() != person.getAge() || getSex()!= person.getSex()){` `return` `false``;` `}???` `if``(getName() !=` `null``){` `if``(!getName().equals(person.getName())){` `return` `false``;` `}??` `}??` `else` `if``(person !=` `null``){?` `return` `false``;?` `}???` `return` `true``;?` `}` `}` | 該Bean為一個標準的Java Bean，重新實現了hashCode方法和equals方法。 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | `public` `class` `Main` `extends` `JPanel {` `public` `static` `void` `main(String[] args) {` `Set<Person> set =` `new` `HashSet<Person>();` `Person p1 =` `new` `Person(``11``,` `1``,` `"張三"``);` `Person p2 =` `new` `Person(``12``,` `1``,` `"李四"``);` `Person p3 =` `new` `Person(``11``,` `1``,` `"張三"``);` `Person p4 =` `new` `Person(``11``,` `1``,` `"李四"``);` `//只驗證p1、p3` `System.out.println(``"p1 == p3? :"` `+ (p1 == p3));???????` `System.out.println(``"p1.equals(p3)?:"``+p1.equals(p3));` `System.out.println(``"-----------------------分割線--------------------------"``);` `set.add(p1);` `set.add(p2);` `set.add(p3);` `set.add(p4);??????? System.out.println(``"set.size()="``+set.size());` `}` `}` | 運行結果如下： [](http://images.cnitblog.com/blog/381060/201404/080846546221108.png "2014040702_thumb") 從上圖可以看出，程序調用四次hashCode方法，一次equals方法，其set的長度只有3。add方法運行流程完全符合他們兩者之間的處理流程。 更多請關注： ????? >>>>>>>>>[Java提高篇（十三）——equals()](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3416195.html) ????? >>>>>>>>>[Java提高篇（二三）——HashMap](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3521565.html) ????? >>>>>>>>>[Java提高篇（二四）——HashSet](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3621851.html) ????? >>>>>>>>>[Java提高篇（二五）——HashTable](http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3643886.html)