理解==, equals 与 hashcode(java基础篇)

前言

在详解之前,我们先简单介绍下java的几种数据类型:

一、数据类型分类

基本数据类型

  • 数值型

    • 整型

      • byte(8位)

      • short(16位)

      • int(32位)

      • long(64位)

    • 浮点型

      • float(32位)

      • double(64位)

  • 字符型:char(16位)

  • 布尔型:boolean

引用数据类型

  • 接口

  • 数组

基本数据类型和引用数据类型的区别

数据类型 概念层 内存层 使用层
基本数据类型 变量名指向的是具体的值 声明后,java随即分配内存空间 需要赋具体值,使用==做计较
引用数据类型 变量名指向的是数据对象的内存地址 声明时不会分配内存,只是存储了一个内存地址 使用时可以赋null,判断时使用equals方法

二、 ==,equals,hashcode三者区别与联系

概念:

==:比较的是两个对象在java虚拟机中的地址

equals:object的实例方法,默认也是比较的虚拟机的内存地址,但是我们可以对一个对象的equals方法进行重写

hashCode:object的native方法,获取对象的哈希值,用于确定该对象在哈希表中的索引位置,它实际上是一个int型整数。(针对不同的对象返回不同的整数,实际上返回的是一个对象在java虚拟机中的地址转换成的一个int型整数)( )

关系操作符==

  • 基本数据类型:判断的是左右两边操作数的值是否相等

  • 引用数据类型:判断的是左右两边操作数的内存地址是否相同。也就是说,若此时返回true,则该操作符作用的一定是同一个对象。

equals方法

equals是Object的实例方法,所有继承Object的类都会有该方法。

equals本质上等同于==,只是例如String、Integer等对equals进行了重写,把它变成了值的比较,查看以下代码:


//普通Object类型

class Cat {

  public Cat(String name) {

  this.name = name;

  }

  private String name;

  public String getName() {

  return name;

  }

  public void setName(String name) {

  this.name = name;

  }

}

Cat c1 = new Cat("cat");

Cat c2 = new Cat("cat");

System.out.println(c1.equals(c2));//结果为false

System.out.println(c1==c2);//结果为false

equals输出为false,我们再来看下源码:


public boolean equals(Object obj) {

return (this == obj);

}

可以看出:equals本质上就是==,比较的是对象的内存地址。

这时候有的同学提出疑问了,那为什么创建两个String对象赋相同的字符串,既然是两个对象,那内存地址肯定不一样,为什么equals比较结果为true,不要着急,我们来试一下:


//String类型

String str1 = new String("hello");

String str2 = new String("hello");

System.out.println(str1.equals(str2));//结果为true

System.out.println(str1 == str2);//结果为false(引用类型==比较的是内存的地址)

从上面看出,String对象的equals和==返回结果确实不同,同样的,当我们进入 String 的 equals 方法,找到了答案,代码如下:


public boolean equals(Object anObject) {

    if (this == anObject) {// 先判断引用是否相同(是否为同一对象),

        return true;

    }

    if (anObject instanceof String) {// 再判断类型是否一致

        String anotherString = (String)anObject;// 最后判断内容是否一致.

        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;

}

可以看出,原来是 String 类重写了 equals 方法,是equals方法变成值的比较。

Java 中所有内置的类的 equals 方法的实现步骤均是如此,特别是诸如 Integer,Double 等包装器类。

总体来说:

== 对于基本类型来说是值比较,对于引用类型来说是比较的是引用;而 equals 默认情况下是引用比较,只是很多类重写了 equals 方法,比如 String、Integer 等把它变成了值比较,所以一般情况下 equals 比较的是值是否相等。

注意equals的重写原则:

  1. 自反性:x.equals(x)必须返回true

  2. 对称性:x.equals(y)返回true,则y.equals(x)也必须返回true

  3. 传递性:对任意的x,y,z。如果有x.equals(y)-=true, y.equals(z) = true,那么一定有x.equals(z)= true;

  4. 一致性:无论调用多少次,x.equals(y)永远返回相同的结果

  5. 非空性:所有的对象必须!=null

以上是理论性的说法,更加具体的说法如下(参考String的 重写方法):

  1. 先使用==判断实参是否为指向对象的一个引用(即是否为同一个对象),如果是,返回true

  2. 使用instance of 判断实参是否为正确类型(即对象类型是否一致),如果不是,这届返回false

  3. 将实参强转成正确类型

  4. 对于该类中的每一个关键域,检查实参中的域与当前对象中对应的域是否匹配。如果所有测试都成功,则返回true,否则返回false。

  5. 方法完成之后,确定equals方法的对称性,传递性,一致性。

注意:

    1.改写equals方法的时候,必须改写hashCode方法;

    2.不要把equals声明中的Object对象替换为其他类型;

对于equals:其本意 是 比较两个对象的 content 是否相同

必要的时候,我们需要重写该方法,避免违背本意,且要遵循上述原则

HashCode方法

hashCode 方法是基类Object中的 实例native方法,因此对所有继承于Object的类都会有该方法。

HashCode方法的作用

想要明白,必须要先知道Java中的集合。

总的来说,Java中的集合(Collection)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。

那么这里就有一个比较严重的问题了:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢?

这就是Object.equals方法了。但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。也就是说,如果集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,它就要调用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。

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。

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;

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,不相同就散列其它的地址。所以这里存在一个冲突解决的问题。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。

equals与hashcode联系

  1. 如果x.equals(y)返回true,java运行时环境认为他们的hashcode一定相等

  2. 如果x.equals(y)返回false,则他们的hashcode有可能相等,也可能不相等

equals与HashCode两者间规范

如果重写equals方法,必须重写hashcode方法,确保equals返回为true的两个对象具备相等的hashcode()返回值

为什么一定要遵循重写规范

如果违反Object.hashCode的通用约定,从而导致该类无法结合所有基于散列的集合一起正常运作,这样的集合包括HashMap、HashSet和Hashtable。

因为如果不覆盖equals方法的话,相等的对象可能返回的不相同的hash code

参考来源:

  1. Java 中的 ==, equals 与 hashCode 的区别与联系

  2. java中equals,hashcode和==的区别

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