Java Challengers＃4：将对象与equals（）和hashCode（）进行比较

预期将在“ Java Developer”课程上发布新线程，我们将继续翻译一系列Java Challengers文章，其前面的部分可以在下面的链接中阅读：

• JVM中的方法重载
• 字符串比较
• 多态与继承

走吧

在本文中，您将学习equals()和hashCode()方法之间的关系以及在比较对象时如何使用它们。

在不使用equals()和hashCode()来比较两个对象的状态的情况下，我们需要编写大量的“ if ”比较来比较对象的每个字段。 这种方法使代码混乱并且难以阅读。 这两种方法一起工作，有助于创建更灵活，更一致的代码。

本文的源代码在这里 。

覆盖equals（）和hashCode（）

方法重写是一种技术，通过该技术可以在子类中重写（重新定义）父类或接口的行为（请参见Java Challengers＃3：多态与继承 ， 英文 ）。 在Java中，每个对象都具有equals()和hashCode()方法，并且它们必须被重写才能正常工作。

为了了解equals()和hashCode()的重新定义是如何工作的，让我们检查一下Java基类中的实现。 以下是Object类的equals()方法。 该方法检查当前实例是否与传递的obj对象匹配。

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

现在让我们看一下Object类中的hashCode()方法。

 @HotSpotIntrinsicCandidate public native int hashCode(); 

这是本机的-用另一种语言（例如C）编写的方法，它返回一些与对象的内存地址关联的数字代码。 （如果您不编写JDK代码，则确切了解此方法的工作原理并不重要。）
译者注：与地址关联的值并不完全正确（ 感谢 vladimir_dolzhenko ）。 默认情况下，HotSpot JVM使用伪随机数。 HotSpot的hashCode（）实现的描述在此处和此处 。

如果不覆盖equals()和hashCode()方法，则将改为调用上述Object类的方法。 在这种情况下，这些方法不能满足equals()和hashCode()的实际目的，即检查对象是否具有相同的状态。

通常，覆盖equals()也会覆盖hashCode() 。

用equals（）比较对象

equals()方法用于比较对象。 要确定对象是否相同， equals()比较对象字段值：

 public class EqualsAndHashCodeExample { public static void main(String... args){ System.out.println(new Simpson("Homer", 35, 120) .equals(new Simpson("Homer",35,120))); System.out.println(new Simpson("Bart", 10, 120) .equals(new Simpson("El Barto", 10, 45))); System.out.println(new Simpson("Lisa", 54, 60) .equals(new Object())); } static class Simpson { private String name; private int age; private int weight; public Simpson(String name, int age, int weight) { this.name = name; this.age = age; this.weight = weight; } @Override public boolean equals(Object o) { // 1 if (this == o) { return true; } // 2 if (o == null || getClass() != o.getClass()) { return false; } // 3 Simpson simpson = (Simpson) o; return age == simpson.age && weight == simpson.weight && name.equals(simpson.name); } } } 

让我们看一下equals()方法。 第一个比较将当前实例与this传递的o进行比较。 如果是同一对象，则equals()将返回true 。

第二个比较检查以查看传递的对象是否为null以及它是什么类型。 如果传输的对象是其他类型，则对象不相等。

最后， equals()比较对象的字段。 如果两个对象具有相同的字段值，则这些对象是相同的。

分析对象比较的选项

现在让我们看一下main()方法中用于比较对象的选项。 首先，我们比较两个Simpson对象：

 System.out.println( new Simpson("Homer", 35, 120).equals( new Simpson("Homer", 35, 120))); 

这些对象的字段具有相同的值，因此结果为true 。

然后再次比较两个Simpson对象：

 System.out.println( new Simpson("Bart", 10, 45).equals( new Simpson("El Barto", 10, 45))); 

这里的对象相似，但名称的含义不同： Bart和El Barto 。 因此，结果将为false 。

最后，让我们比较Simpson对象和Object类的实例：

 System.out.println( new Simpson("Lisa", 54, 60).equals( new Object())); 

在这种情况下，结果将为false ，因为对象的类型不同。

等于（）与==

乍一看，似乎==运算符和equals()方法执行相同的操作，但是实际上它们的工作方式不同。 ==运算符比较两个链接是否指向同一对象。 例如：

 Simpson homer = new Simpson("Homer", 35, 120); Simpson homer2 = new Simpson("Homer", 35, 120); System.out.println(homer == homer2); 

我们使用new运算符创建了Simpson两个不同实例。 因此，变量homer和homer2将指向堆中的不同对象。 因此，结果是false 。

在下面的示例中，我们使用重写的equals()方法：

 System.out.println(homer.equals(homer2)); 

在这种情况下，将比较这些字段。 由于两个Simpson对象都具有相同的字段值，因此结果为true 。

用hashCode（）标识对象

为了在比较对象时优化性能，使用了hashCode()方法。 hashCode()方法为每个对象返回唯一的标识符，从而简化了对象状态的比较。

如果一个对象的哈希码与另一个对象的哈希码不匹配，则可以省略equals()方法：您只知道两个对象不匹配。 另一方面，如果哈希码相同，则需要执行equals()方法来确定字段值是否匹配。

考虑一个带有hashCode()的实际示例。

 public class HashcodeConcept { public static void main(String... args) { Simpson homer = new Simpson(1, "Homer"); Simpson bart = new Simpson(2, "Homer"); boolean isHashcodeEquals = homer.hashCode() == bart.hashCode(); if (isHashcodeEquals) { System.out.println("   equals."); } else { System.out.println("    equals, .. " + " ,  ,     ."); } } static class Simpson { int id; String name; public Simpson(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Simpson simpson = (Simpson) o; return id == simpson.id && name.equals(simpson.name); } @Override public int hashCode() { return id; } } } 

始终返回相同值的hashCode()方法有效，但效率不高。 在这种情况下，比较将始终返回true ，因此将始终执行equals()方法。 在这种情况下，无法提高性能。

对集合使用equals（）和hashCode（）

实现Set接口（集合）的类应防止添加重复的元素。 以下是一些实现Set接口的类：

• 哈希集
• 树集
• 链接哈希集
• CopyOnWriteArraySet

只能将唯一元素添加到Set 。 因此，例如，如果要将元素添加到HashSet ，则必须首先使用equals()和hashCode()方法来确保此元素是唯一的。 如果equals()和hashCode()方法未被覆盖，则可能会插入重复的值。

让我们看一下HashSet add()方法的实现部分：

 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; 

在添加新项目之前， HashSet检查该项目是否存在于此集合中。 如果对象匹配，则不会插入新元素。

不仅在Set中使用equals()和hashCode()方法。 HashMap ， Hashtable和LinkedHashMap也需要这些方法。 通常，如果看到带有“ Hash”前缀的集合，则可以确保对于其正确操作，需要覆盖hashCode()和equals()方法。

有关使用equals（）和hashCode（）的建议

仅对具有相同哈希码的对象运行equals()方法。 如果哈希码不同，则不要执行 equals() 。

表1.哈希码比较

由于性能原因，该原理主要用于Set或Hash集合中。

对象比较规则

当hashCode()比较返回false ， equals()方法也应该返回 false 。 如果哈希码不同，则对象肯定不相等。

表2.具有hashCode（）的对象的比较

当equals()方法返回true ，这意味着对象的所有值和属性都相等。 在这种情况下，哈希码比较也应该为真。

表3.具有equals（）的对象的比较

解决equals（）和hashCode（）上的问题

现在该测试您对equals()和hashCode()方法的了解了。 任务是找出几个equals()的结果以及Set集合的总大小。

首先，请仔细研究以下代码：

 public class EqualsHashCodeChallenge { public static void main(String... args) { System.out.println(new Simpson("Bart").equals(new Simpson("Bart"))); Simpson overriddenHomer = new Simpson("Homer") { public int hashCode() { return (43 + 777) + 1; } }; System.out.println(new Simpson("Homer").equals(overriddenHomer)); Set set = new HashSet(Set.of(new Simpson("Homer"), new Simpson("Marge"))); set.add(new Simpson("Homer")); set.add(overriddenHomer); System.out.println(set.size()); } static class Simpson { String name; Simpson(String name) { this.name = name; } @Override public boolean equals(Object obj) { Simpson otherSimpson = (Simpson) obj; return this.name.equals(otherSimpson.name) && this.hashCode() == otherSimpson.hashCode(); } @Override public int hashCode() { return (43 + 777); } } } 

首先，分析代码，考虑结果是什么。 然后才运行代码。 目的是提高代码分析技能并学习基本的Java概念，以便使您的代码更好。

结果是什么？

 A) true true 4 B) true false 3 C) true false 2 D) false true 3 

发生什么事了 了解equals（）和hashCode（）

在第一个比较中， equals()的结果为true ，因为对象的状态相同，并且hashCode()方法为两个对象返回相同的值。

在第二个比较中， hashCode()方法被重写为hashCode()变量。 对于两个Simpson对象，名称均为“ Homer” ，但对于overriddenHomer hashCode()方法将返回不同的值。 在这种情况下， equals()方法的结果将为false ，因为它包含与哈希码的比较。

您必须已经意识到集合中将存在三个Simpson对象。 让我们弄清楚。

集合中的第一个对象将照常插入：

 new Simpson("Homer"); //  

以下对象也将以通常的方式插入，因为它包含与前一个对象不同的值：

 new Simpson("Marge"); //  

最后，下一个Simpson对象具有与第一个对象相同的名称值。 在这种情况下，将不会插入对象：

 set.add(new Simpson("Homer")); //   

众所周知，与常规Simpson("Homer")实例Simpson("Homer")不同， overridenHomer对象使用不同的哈希值。 因此，该项目将被插入到集合中：

 set.add(overriddenHomer); //  

答案

正确答案是B。结论将是：

 true false 3 

equals（）和hashCode（）的常见错误

• 缺少覆盖的hashCode()以及覆盖的equals() ，反之亦然。
• 使用HashSet类的哈希集合时，缺少覆盖equals()和hashCode() 。
• 在hashCode()方法中返回常量值，而不是为每个对象返回唯一的代码。
• 等价使用==和equals() 。 ==运算符比较对象引用，而equals()方法比较对象值。

关于equals（）和hashCode（）的注意事项

• 建议始终在POJO（ 俄语 ， 英语 ）中覆盖equals()和hashCode()方法。
• 使用高效的算法来创建唯一的哈希码。
• 覆盖equals()方法时，请始终覆盖hashCode()方法。
• equals()方法应比较对象的完整状态（来自字段的值）。
• hashCode()方法可以是POJO标识符（ID）。
• 如果比较两个对象的哈希码的结果为false ，则equals()方法也必须为false 。
• 如果在使用哈希集合时未重新定义equals()和hashCode() ，则该集合将具有重复的元素。

了解有关Java的更多信息

• 查看更多使用equals（）和hashCode（ ）的示例。
• 参见Rafael Del Nero的Java Dev Gym和NoBugsProject 。

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