Java 基础系列

Java 基础

5. Object 通用方法

5.1 概览

public class Object {

    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }

    public final native Class<?> getClass();
    
    public native int hashCode();
    
    public boolean equals(Object obj) {
        return (this == obj);
    }
    
    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
    
    public String toString() {
        return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
    }
    
    public final native void notify();
    
    public final native void notifyAll();
    
    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
    
    public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
        if (timeout < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }
        if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
            throw new IllegalArgumentException("nanosecond timeout value out of range");
        }
        if (nanos > 0) {
            timeout++;
        }
        wait(timeout);
    }
    
    public final void wait() throws InterruptedException {
        wait(0);
    }
    
    protected void finalize() throws Throwable { }

}

5.2 equals()

等价关系

• 自反性

  x.equals(x);  // true
  

• 对称性

  x.equals(y) == y.equals(x);  // true
  

• 传递性

  if (x.equals(y) && y.equals(z)) {
      x.equals(z);  // true;
  }
  

• 一致性

  // 多次调用 equals() 方法结果不变
  x.equals(y) == x.equals(y);  // true
  

• 与 null 的比较

  // 对任何不是 null 的对象 x 调用 x.equals(null) 结果都为 false
  if (x != null) {
      x.equals(null);  // false;
  }
  

等价与相等

• 对于基本类型，== 判断两个值是否相等，基本类型没有 equals() 方法。
• 对于引用类型，== 判断两个变量是否引用同一个对象，而 equals() 判断引用的对象是否等价。

Integer x = new Integer(1);
Integer y = new Integer(1);
System.out.println(x == y);  // false
System.out.println(x.equals(y));  // true

实现

1. 检查是否为同一个对象的引用，如果是直接返回 true；
2. 检查是否是同一个类型，如果不是，直接返回 false；
3. 将 Object 对象进行转型；
4. 判断每个关键域是否相等。

public class EqualClass {
    private int x;
    private int y;

    public EqualClass(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

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

5.3 hashCode()

hashCode() 返回散列值，而 equals() 是用来判断两个对象是否等价。等价的两个对象散列值一定相同，但是散列值相同的两个对象不一定等价。

在覆盖 equals() 方法时应当总是覆盖 hashCode() 方法，保证等价的两个对象散列值也相等。

理想的散列函数应当具有均匀性，即不相等的对象应当均匀分布到所有可能的散列值上。这就要求了散列函数要把所有域的值都考虑进来。可以将每个域都当成 R 进制的某一位，然后组成一个 R 进制的整数。R 一般取 31，因为它是一个奇素数，如果是偶数的话，当出现乘法溢出，信息就会丢失，因为与 2 相乘相当于向左移一位。

一个数与 31 相乘可以转换成移位和减法： 31*x == (x<<5)-x ，编译器会自动进行这个优化。

5.4 toString()

默认返回 ToStringClass@7852e922 这种形式，其中 @ 后面的数值为散列码的无符号十六进制表示。

public class ToStringClass {
    public ToStringClass() {}
}

ToStringClass tsc = new ToStringClass();
System.out.println(tsc.toString();  // ToStringClass@7852e922

5.5 clone()

cloneable

clone() 是 Object 的 protected 方法，它不是 public，一个类不显式去重写 clone()，其它类就不能直接去调用该类实例的 clone() 方法。

应该注意的是，clone() 方法并不是 Cloneable 接口的方法，而是 Object 的一个 protected 方法。Cloneable 接口只是规定，如果一个类没有实现 Cloneable 接口又调用了 clone() 方法，就会抛出 CloneNotSupportedException。

浅拷贝

拷贝对象和原始对象的引用类型引用同一个对象。

深拷贝

拷贝对象和原始对象的引用类型引用不同对象。

clone() 的替代方案

使用 clone() 方法来拷贝一个对象即复杂又有风险，它会抛出异常，并且还需要类型转换。Effective Java 书上讲到，最好不要去使用 clone()，可以使用拷贝构造函数或者拷贝工厂来拷贝一个对象。