java中的Object对象

java把现实中的任何事物都当做一个对象(Object), Java是面向对象的。此处的Object在Java中被定义为一个顶级父类,它是任何类父类,我们可以显示的继承它,也可以隐式继承,如以下实例:

public class Dog extends Object{

}

public class Dog{
 
}

完全等价。那么Object有什么样的作用?为什么每个类要去继承Object呢?首先来看一下Object中包含的2个常用方法。

1.       equals(Object obj)
2.       toString()

其中的方法会被高频率的使用,为了实现代码复用,java 设计者就把这些常用的方法集中的放到了一个类中,这个类就是Object.

看equals之前需要先看下“==”,因为“==”是判断相等,equals也是判断相等,只是”==”主要用于判断基本数据类型的相等性,当然也可以直接判断两个对象。而equals主要判断对象内容。其中有很多细节,下面逐个说明:

先看“==”判断基本数据类型

public static void main(String[] args) {
       int i = 1;
       int j = 1;

       boolean flag0 = true;
       boolean flag1 = false;

       System.out.println("i==j:"+(i==j));
       System.out.println("flag0==flag1:"+(flag0==flag1));
    }

运行结果:
i==j:true
flag0==flag1:false
以上实例非常简单,不多说明。

下面看一下对象的比较 :

public static void main(String[] args) {
       Dog dog0 = new Dog();
       Dog dog1 = new Dog();
       System.out.println(("dog0==dog1:")+(dog0==dog1));
  }

运行结果:dog0==dog1:false

以上实例中的“==”,比较的是dog0的内存首地址和dog1 的内存首地址,由于dog0和dog1所指向的对象是在内存中开辟的两个空间,所以首地址是不一样的,此处打印输出false.

那么有没有办法看到内存首地址是多少呢?

有句话是说“办法总比问题多”,如果想看到内存首地址,我们需要再认识另外一个函数toString(),当我们直接打印某个对象引用的时候,该方法就会得到调用,看一个实例:

public static void main(String[] args) {

       Dog dog0 = new Dog();

       System.out.println(("dog0:")+dog0);
       System.out.println(("dog0.toString():")+dog0.toString());

打印输出:

dog0:Dog@6b97fd
dog0.toString():Dog@6b97fd

两者完全等价,也就是说当我们直接打印输出引用与在引用上调用toString方法两者完全等价。

目前看到的Dog@6b97fd对我们来说没有任何的意义,为了让其变得有意义,我们可以对它进行重写。比如以上实例打印dog引用时,把dog的dogName打印输出,修改以上实例如下:

public class Dog{
    private String dogName;

    public String getDogName() {
       return dogName;

    }

    public void setDogName(String dogName) {
       this.dogName = dogName;
    }

    public String toString() {

       return "dog's name is:"+dogName;

    }

}

入口函数:

public class EqualsDemo {


    public static void main(String[] args) {

   
       Dog dog0 = new Dog();

       dog0.setDogName("xiaobai");

       System.out.println(("dog0:")+dog0);
    }
}


打印输出:dog0:dog's name is:xiaobai

在此有个特殊情况,如果直接定义两个内容相同的String常量,两者会指向同样一个对象:

public static void main(String[] args) {
     
       String str0 = "Hello";
       String str1 = "Hello";

       System.out.println("str0==str1"+(str0==str1));
    }

打印输出:str0==str1:true

但是如果通过new的方式产生了String常量,则不会指向同样的对象,如一下实例:

public static void main(String[] args) {

       String str0 = "Hello";

       String str1 = new String("Hello");

       System.out.println("str0==str1:"+(str0==str1));

    }

运行程序,打印输出:str0==str1:false

Equals 方法主要是比较对象内容,但是在默认情况下,比较的是内存首地址。看个实例:

创建两个类:

public class Dog{
 
}

另外一个类:

public class EqualsDemo {

    public static void main(String[] args) {

       Dog dog0 = new Dog();
       Dog dog1 = new Dog();
  System.out.println(("dog0.equals(dog1):")+dog0.equals(dog1));

    }

}


打印输出:dog0.equals(dog1):false

可以通过覆盖equals方法来比较两个对象的内容

下面看一个equals使用的例子,该实例中想通过判断dog 的名字,如果名字相等就认为两个对象相等,如果名字不相等就认为两个对象不相等。

public class Dog {

    private String dogName;

    public String getDogName() {

       return dogName;

    }


    public void setDogName(String dogName) {

       this.dogName = dogName;

    }


    public boolean equals(Object obj) {

       if (obj == null)       

           return false;


       Dog other = (Dog) obj;

        if (dogName.equals(other.dogName)){

         return true;

        }else{

        return false;

        }

    }


}


入口函数如下:

public static void main(String args[]){

      

       Dog dog0 = new Dog();

      

       dog0.setDogName("xiaobai");

       Dog dog1 = new Dog();

       dog1.setDogName("xiaobai");

      

       System.out.println("dog0.equals(dog1):"+dog0.equals(dog1));

      

    }


运行结果:dog0.equals(dog1):true

hashCode方法

HashSet和HashMap 使用后台数组(backing array)作为桶,并使用链表(linked list)存储键/值对。

桶的后台数组:如下所示


image.png

1)使用键(key)和值(value)将一个对象放入 map 中时,会隐式调用 hashCode() 方法,返回哈希值(hash code value),比如 123。两个不同的键能够返回一样的哈希值。良好的哈希算法(hashing algorithm)能够将数值分散开。在上面的例子中,我们假设 (“John”,01/01/1956) 的键和 (“Peter”, 01/01/1995) 的键返回相同的哈希值,都是 123。

image.png

2)当返回一个 hashCode,例如是 123,初始的 HashMap 容量为 10,它如何知道存储到后台数组(backing array)的哪个索引(index)呢?HashMap 内部会调用 hash(int ) 和 indexFor(int h, int length) 方法。这被称为哈希函数(hashing function)。
简要解释下这个函数:

hashCode() % capacity

123%10=3

456%10=6

这表示,“hashCode = 123”存储在备份数组的索引3上。
容量为 10 的情况下,你可能得到的数字在 0 到 9 之间。
一旦 HashMap 达到容量的 75%,也就是哈希因子(hash factor)默认值 0.75,后台数组(backing array)的容量就会加倍,发生重散列(rehashing)为新的 20 的容量重新分配桶。

hashCode() % capacity

123%20=3

456%20=16

如上图所示,键/值对以链表形式存储。两个不同的键可以产生一样的 hashCode,例如123,并存储在同一个 bucket 中,理解这点至关重要。例如,上面例子中的 “John, 01/01/1956” 和 “Peter, 01/01/1995“ 。你如何只检索 “John, 01/01/1956” 呢?此时你的 key 所属类的 equals() 方法会被调用。它遍历 bucket 为 “123” 的 LinkedList 中的每个条目,使用 equals() 方法找到并检索出键为 “John, 01/01/1956” 的条目。这就是在你的类中实现 hashCode() 和 equals() 方法重要性的原因。如果你使用一个现有的包装类,如 Integer 或 String 作为键,它们已经实现了这两个方法。如果你使用自己写的类作为键,如 “John, 01/01/1956” 这样含有名字和出生日期属性的“MyKey”,你有责任正确地实现这些方法。

不同的对象调用 hashCode() 方法应该返回不同的值。如果不同的对象返回相同的值,会导致更多的键/值对存储在同一个 bucket 中。这会降低 HashMap 和 HashSet 的性能。

便于理解的补充

public class EqualsDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Car car1 = new Car(10000 , "保时捷");
        Car car2 = new Car(10000 , "保时捷");

        Set<Car> set = new HashSet<>();

        set.add(car1);
        set.add(car2);

        Map<Car , Integer> key2car = new HashMap<>();
        key2car.put(car1 , 111);
        key2car.put(car2 , 222);

        for (Car newkey :key2car.keySet())
        {
            System.out.println(newkey.toString());
        }
//        System.out.println(set.size());
    }
}


public class Car {
    int price ;
    String name ;

    public Car(int price, String name) {
        this.price = price;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "price=" + price +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Car car = (Car) o;

        if (price != car.price) return false;
        return name.equals(car.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = price;
        result = 31 * result + name.hashCode();
        return result;
    }
}

如上代码,如果去掉hashCode , 那么两个车对象就不会进入到桶的同一个位置,这时系统就会默认这两个车对象不是相等的,所以不会调用equals方法,所以set集合中,map集合中还是存在两个元素
如果set集合中的 元素或者map集合中的Key是String Integer类型的话,不需要自定义hashCode和equals,
如果set集合中的 元素或者map集合中的Key 是自定义类 的话,需要自定义hashCode 和equals

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