为什么在重写了equals()方法之后也必须重写hashCode()方法

本文详细解析Java中面向对象的概念,重点讲解equals和hashCode方法的使用及重写,通过实例演示如何正确实现这些方法以确保对象的唯一性和高效性。

        我们都知道Java语言是完全面向对象的,在java中,所有的对象都是继承于Object类。Ojbect类中有两个方法equals、hashCode,这两个方法都是用来比较两个对象是否相等的。

 

        对于值对象,==比较的是两个对象的值,对于引用对象,比较的是两个对象的地址。默认的equals方法同==,一般来说我们的对象都是引用对象,要重写equals方法。再举一个例子,现在有一个学生对象,有属性学号跟姓名,现在我新建了一个学生对象,又从数据里查出一个学生对象,这两个对象的学号跟姓名都一样,那这两个对象是不是相等呢?一般情况下,除非你有特殊需求要处理,这两个对象是相等的,可如果用==去比较,返回的结果是错误的。这时候我们就必须重写equlas方法了。如果学号是主键,在equals方法里,我们认为只要学号相同,就可以返回true。

 

       hashCode方法也是可以用来比较两个对象是否相等的。但是我们很少使用,应该说是很少直接使用。hashCode方法返回的是一个int值,可以看做是一个对象的唯一编码,如果两个对象的hashCode值相同,我们应该认为这两个对象是同一个对象。一般如果使用java中的Map对象进行存储时,他会自动调用hashCode方法来比较两个对象是否相等。所以如果我们对equals方法进行了重写,建议一定要对hashCode方法重写,以保证相同的对象返回相同的hash值,不同的对象返回不同的hash值。如上面的学生例子,如果学号相同,不管姓名相不相同,返回的hash值一定要是一样的,这时我们的hash值只与学号有关。

 

例子:

我们先创建一个自己的类,作为hashmap的key

class key
 {
     int i ;
     public key(int i)
     {
     this.i = i;
     }
 }

 

然后我们再定义一个类,作为hashmap的value

class value
 {
     int j ;
     public value(int j)
     {
     this.j = j;
     }
     
     public String toString()
     {
     return ""+j;
     }
 }

 测试:

public class Test
 {
     public static void main(String[] args)
     {
     HashMap hm = new HashMap();
     
     key k = new key(1);   //******(1)
     value v = new value(2);
     
     hm.put(k, v);
     if(hm.containsKey(k))  //*********(2)
      System.out.println(hm.get(k));  //*********(3)
     else
      System.out.println("dont have such a key");
     
    }
 }

 注意:我这里的hashmap中的key是自己new出的一个对象,然后把对象的引用作为key的,这里突出了hashmap的查找原理,hashmap是通过key的hashcode来找到hashmap中的key,这里我在hashmap的key中是放一个对象的引用,我去拿key的时候也是通过这个引用,所以(1)处的key 与(2)、(3)处的key是完全一样的,所以这段程序没有任何问题,顺利运行。

现在我把测试类改一下

public class Test
 {
     public static void main(String[] args)
     {
     HashMap hm = new HashMap();
     
     hm.put(new key(1),new value(2));




     if(hm.containsKey(new key(1)))
      System.out.println(hm.get(new key(1)));
     else
      System.out.println("dont have such a key");
     }
 }

 注意区别,我这里hashmap中key放的不是引用,而是new出来的对象,然后我去get或者containsKey的时候也通过new一个key去拿,虽然我们初始化内容完全相同,都是放 int 1 进去,也就是说对象内容完全相同,但最后结果确实输出"dont have such a key"。

找原因,为什么内容相同,但找不到这个key呢,前面说了hashmap是通过hashcode来找key的位置,这是关键,你每次new 一个新对象出来hashcode肯定不一样,所以你拿不到你要的key。

解决方法,重写你编写的key类的hashcode方法。

class key
 {
     int i ;
     public key(int i)
     {
     this.i = i;
     }
     @Override
     public boolean equals(Object obj)
     {
     if(obj instanceof key)
     {
      if(((key)obj).i == i)
         return true;
     }
     return false;
     }
     @Override
     public int hashCode()
     {
     return i;
     }
 }

 我们先不要看equals的重写,这里我们重写了hashcode这个方法,让它返回一个我们初始化进去的i,这样你每次new一个对象,因为是通过hashcode找key,而你的hashcode有只是值i,所以只要i相等,你就可以找到你的key的地址,注意,只是找到你要的key的地址,但key是不是同一个key还不一定。然后我们开始比较我们传来的寻找value的key和hashmap中的key是不是同一个key,如果是那就找到了value。

在未重写equals方法我们是继承了object的equals方法,那里的 equals是比较两个对象的内存地址,显然我们new了2个对象内存地址肯定不一样,所以我们还要重写equals这个方法,让重写后的equals方法来比较我们对象里特有的东西。

重写equals方法一般按照如下步骤:
1.先判断这两个比较的对象是不是同个类型,如果类型都不相同,肯定不相同;
2.如果类型相同,我们先要把Object向下转型到我们的类类型,然后比较自己类特有的变量,这里我只是比较了类里i值是否相同,如果相同,则表明两个对象是相同的(只是作为hashmap的key来说是相同的),这样就可拿到hashmap的value了。

总结
hashmap中value的查找是通过 key 的 hashcode 来查找,所以对自己的对象必须重写 hashcode 通过 hashcode 找到对象后会用 equals 比较你传入的对象和 hashmap 中的 key 对象是否相同,所以要重写 equals.

1、重写equals方法时需要重写hashCode方法,主要是针对Map、Set等集合类型的使用;

a: Map、Set等集合类型存放的对象必须是唯一的;

b: 集合类判断两个对象是否相等,是先判断equals是否相等,如果equals返回TRUE,还要再判断HashCode返回值是否ture,只有两者都返回ture,才认为该两个对象是相等的。

2、由于Object的hashCode返回的是对象的hash值,所以即使equals返回TRUE,集合也可能判定两个对象不等,所以必须重写hashCode方法,以保证当equals返回TRUE时,hashCode也返回Ture,这样才能使得集合中存放的对象唯一。


 

<think>首先,用户的问题是关于Java重写equals方法时为何必须同时重写hashCode方法。我需要基于提供的引用内容来构建回答。 引用内容总结: - 引用[1]:重写equals时必须重写hashCode,以确保对象在哈希集合(如HashMap、HashSet)中正确使用。 - 引用[2]:如果不重写hashCode,可能会导致equals相同的对象但hashCode不同,这在哈希集合中会引起问题。 - 引用[3]:两个对象equals返回true时,hashCode也必须相同;这是Java规范的要求。 - 引用[4]:重写equals时必须重写hashCode,以确保相等的对象有相同的哈希值,以便在哈希集合中正常工作。 系统指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式,但这个问题是关于Java编程的,可能没有数学内容,所以我可以忽略数学部分。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段,同样,可能不需要。 - LaTeX语法正确:确保任何公式正确。 - 使用中文回答:整个回答必须是中文。 - 生成相关问题:在回答结束后,生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识:如[^1],[^2]等。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证真实可靠。 用户可见层指令: - 回答结构清晰,逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 我的回答结构: 1. **引言**:解释问题的重要性。 2. **原因解释**:逐步说明为什么必须同时重写hashCode。 3. **关键点**:基于引用,解释equalshashCode的关系。 4. **后果**:如果不重写hashCode会发生什么。 5. **如何正确实现**:简要说明如何重写hashCode。 6. **总结**。 7. **相关问题**:生成相关问题。 生成相关问题: - 基于主题,生成2-3个相关问题。 最终回答格式: - 使用中文。 - 引用标识:当引用特定内容时添加[^n]。 - 代码块:如果需要展示代码,使用代码块格式。 由于这个问题是概念性的,不需要代码,但可以引用示例。 内容大纲: 1. **介绍equalshashCode方法**: - equals方法用于比较对象内容是否相等。 - hashCode方法返回对象的哈希码。 - 在Java中,两者有契约关系。 2. **为什么必须同时重写**: - Java规范要求:如果两个对象equals返回true,则它们的hashCode必须相同[^3]。 - 确保在哈希集合中正常工作:如HashMap、HashSet等依赖于hashCode来存储和查找对象[^1][^4]。 - 如果不重写hashCode,可能导致equals相同的对象但hashCode不同,这违反了契约,并可能导致对象在集合中丢失或重复[^2]。 3. **后果示例**: - 例如,在HashSet中,添加两个equals相同但hashCode不同的对象时,它们可能被存储在不同的桶中,导致集合中有重复元素[^4]。 4. **如何正确重写**: - 重写hashCode时,确保equals相同的对象有相同的hashCode。 - 常用方法:使用对象的字段来计算hashCode,例如使用Objects.hash()方法。 5. **总结**:重写equals时必须重写hashCode以维护Java的契约和确保集合类的正确行为。 相关问题: 1. 如何正确重写equalshashCode方法? 2. 在Java中,hashCode方法的具体实现有哪些最佳实践? 3. 如果不重写hashCode方法,会对程序性能产生什么影响? 确保回答真实可靠:基于提供的引用,这些引用来自可靠来源(如Java文档或常见面试题)。</think>### Java重写equals方法必须同时重写hashCode方法的原因 在Java中,重写`equals`方法时**必须**同时重写`hashCode`方法,这是Java语言规范的核心要求。这一规则确保了对象在哈希集合(如`HashMap`、`HashSet`或`Hashtable`)中能正确工作,并维护了对象相等性的一致性。下面我将逐步解释原因,帮助您彻底理解这一问题。 #### 1. **equalshashCode方法的契约关系** - Java规定了一个严格的契约:如果两个对象通过`equals`方法比较返回`true`,则它们调用`hashCode`方法返回的哈希码**必须相同**[^3]。反之则不一定成立(哈希码相同的对象不一定equals相同)。 - 这一契约是Java集合框架的基础。例如,`HashMap`在存储键值对时,先根据键的`hashCode`确定存储位置(桶),再使用`equals`精确比较键是否相等。如果契约被破坏,集合的行为将不可预测[^1][^4]。 #### 2. **如果不重写hashCode的后果** - **哈希集合失效**:假设只重写了`equals`而未重写`hashCode`,可能导致两个`equals`相同的对象拥有不同的哈希码。在`HashSet`中添加这样的对象时,它们可能被分配到不同的桶中,导致集合中出现“重复”元素(违反集合的唯一性)[^2][^4]。 - 示例:定义一个`Person`类,只重写`equals`(基于姓名和年龄),但不重写`hashCode`。如果将两个`equals`相同的`Person`对象添加到`HashSet`,它们可能都被存储(因为哈希码不同),而理论上应被视为同一对象。 - **性能问题**:在`HashMap`中查找键时,先通过`hashCode`快速定位桶,再用`equals`确认。如果哈希码不一致,查找可能退化到线性搜索(时间复杂度从$O(1)$变为$O(n)$),严重影响性能[^1]。 #### 3. **为什么哈希集合依赖这一契约** - 哈希集合的设计优化了存储和检索效率。`hashCode`提供了对象的“快速摘要”,而`equals`确保精确相等。如果只依赖`equals`,集合需要遍历所有元素比较,效率极低;而`hashCode`将对象分组到桶中,大幅减少比较次数[^1][^4]。因此,维护契约是保证集合类正确性和高效性的前提[^3]。 #### 4. **如何正确重写hashCode** - 重写`hashCode`时,需确保:如果`a.equals(b) == true`,则`a.hashCode() == b.hashCode()`。常用方法是基于对象的相同字段(用于`equals`比较的字段)计算哈希码。 - 示例实现(使用Java的`Objects.hash`工具类): ```java public class Person { private String name; private int age; @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; Person person = (Person) obj; return age == person.age && Objects.equals(name, person.name); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(name, age); // 基于name和age字段计算哈希码 } } ``` - 这里,`Objects.hash`自动生成一致的哈希码,确保契约被遵守[^2][^4]。 #### 总结 重写`equals`时必须重写`hashCode`,主要是为了维护Java的对象相等性契约,确保哈希集合类(如`HashMap`)能正确、高效地工作。如果忽略这一规则,程序可能出现逻辑错误(如集合中重复元素)或性能下降。在面向对象设计中,这被视为最佳实践,也是Java面试中的高频考点[^1][^3][^4]。
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