Java hashCode()方法

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本文深入解析hashCode()与equals()方法的关系及其在HashMap等散列数据结构中的应用，阐述了它们如何影响对象比较与数据存储效率。

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写在前边

现在的时间：2019-06-05
一共讨论两个问题：hashCode()方法与euqals()方法的关系、hashCode()方法在HashMap等散列的数据结构中有什么作用
没有高深的理论，以简单理解为主.

`hashCode()`方法与`euqals()`方法的关系

`euqals()`方法讲解

第一次学Java的时候，有一个重点你肯定知道：比较两个字符串的内容是否相等要用euqals()方法，不能用==.
所以我们可以这样理解：euqals()方法是用来比较两个对象中的内容是否相同的，相同会返回true，不相同返回flase.
那对象中的内容指的是什么呢，其实就是对象中的属性，对String来说就是字符串的内容了.
但如果我们自己定义一个类然后创建两对象，用equals()方法比较这两个属性值一样的对象，结果却会返回false.
为什么会这样呢，当对象p1调用euqals()方法时，因为它所属的类中并没有重写这个方法，所以会去调用父类中的euqals()方法，也就是Object中的equals()方法，其源码如下
```
public boolean equals(Object obj)
{
        return (this == obj);
}
```
从源码中可以看出，只有两个对象是同一个对象时，才会返回true，但我们要求只要两个对象的所有属性值相同即返回true.
为了达到只要两个对象的所有属性值相同即返回true的要求，我们要在People类中重写Object中的equals()方法.

那么，为什么String的对象(字符串)调用equals()方法就是比较两个字符串的内容是否相同而不是Object中equals()方法写的比较是否是同一个对象呢，这是因为String类已经重写了equals()方法，其源码如下：

public boolean equals(Object anObject) 
{
    if (this == anObject) 
    {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) 
    {
        String anotherString = (String)anObject;
        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;
}

`hashCode()`方法与`euqals()`方法的关系

hashCode()方法会返回一个int值，这个int值就是这个对象对应的哈希值.
这个方法也存在于Object中，其源代码是public native int hashCode();
就现在所讲的而言，可以这样理解hashCode()的作用：这个方法会返回调用它的对象的哈希值，这样就把哈希值与这个对象对应起来了，一个哈希值可能对应着多个对象，但一个对象只对应一个哈希值.
hashCode()与euqals()有以下关系:
- 如果equals()为true，说明是同一个对象，那么两个对象的hashCode()一定相同.
- 如果equals()为false，说明不是同一个对象，那么两个对象的hashCode()可能相同也可能不同.
- 如果两个对象hashCode()相同，则一定是同一个对象，equals()为true.
- 如果两个对象hashCode()不同，则可能是同一个对象也可能不是同一个对象，equals()可能为true，也可能为false.
可以看到当equals()方法为true时，两个对对象调用hashCode()的值一定相同，所以我们有以下结论：如一个类重写了equals()方法，那么它必须也重写hashCode()方法，否则就会出现equals()为true但hashCode()不同的情况.

`hashCode()`方法在HashMap等散列的数据结构中的作用

HashMap简单回顾

HashMap中的数据是以K-V的形式存在的.
数据是无序不可重复的，不可重复指的是K-V的K不可重复.
如果存入有相同K的K-V数据，那么这条数据的V会覆盖原来数据的V.

如何保证不可重复

下边是最通俗的方法，但在Java中并不使用这种方法，这只是为了引出hashCode()的使用而意想出来的.

假设现在HashMap中已经有了100条K-V数据.
现在要存入一条新的K-V，那么就拿要存入数据的K和每一条数据的K比较，如果遇到相同的就覆盖数据，假如全都不相同，那么存入这条K-V.
- 也就是说用equals()方法比较新的K与已存在的K，相同则V覆盖上去，全不相同则K-V存入.
可见如果要存入这条数据最坏的情况要比较100次，最好的情况要比较1次.
- K-V只存入了V即要存入的数据覆盖了原来的数据，我们称为存入了数据
- K-V原先K就不存在K和V都存入了，我们也称为存入了数据

使用hashCode()保证不可重复

这是Java使用的方法

还是假设HashMap中已经有了100条K-V数据.
假设这100个K是：K1,K2,K3,...,K100
HashMap会用每个K调用hashCode()方法，计算出每个K的哈希值，前边我们说过一个哈希值可能对应着多个对象，但一个对象只对应一个哈希值，所以最后可以形成这样一个表.

哈希值	哈希值对应的K
9527	K1，K34，K22，…
7855	K3，K5，K99，…
7865	K9，K77，K49，…
…	…

当我们再要存入一条新的K-V时，HashMap会调用hashCode()计算出新的K-V的K对应的哈希值，然后与表中的哈希值比较.
- 如果有相同的哈希值，那么需要再调用equals()方法比较这个新的K与这个哈希值对应的所有K，因为hashCode()相同,equals()不一定为false也不一定为true，如果结果为true说明原先有个K和新的K相同，新的V覆盖原来的V；如果结果全部为false，则将K-V存入.
- 如果没有相同的哈希值，则直接存入新的K-V，因为hashCode()不同则equals()一定为false，则新的K一定不存在.
可见，要存入数据最好的情况需要比较2次，最坏的情况需要比较 $f(a,b)_{max}$ 次
- $\\ a\in[1,那个表格的行数] \\b\in[1,K值最多的那一行K的个数]$
- 最坏的情况需要比较的次数虽然没办法准确确定，但显示小于原先的100次.
如此，使用hashCode()，在存入新的数据时便大大减少了用equals()比较的次数，提高了效率，这便是hashCode()在HashMap等散列的数据结构中的作用.