分析HashSet集合存储自定义类型对象的存储过程

首先创建一个学生类

class Student{
	
	String id;

	public Student(String id) {		
		this.id = id;
	}
}

然后向HashSet集合存储学生类型的对象：

HashSet<Student>set = new HashSet<>();
set.add(new Student("1"));
set.add(new Student("1"));

分析底层代码：

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

根据上一篇博客：《HashSet中的add方法(对集合底层的分析)》https://blog.youkuaiyun.com/qq_40831381/article/details/90119935   由此可知：

执行第一行代码过程---->调用HashSet无参构造方法---->hashCode无参构造方法----->可知HashMap中table变量为null。

执行第二行代码过程---->tab=resize();方法为table变量赋值---->该值即为该方法的返回值---->tab局部变量与table全局变量指向同一个数组，数组长度是16,向set集合中成功添加第一条数据

执行第三行代码过程---->由于new Student("1")和new Student("1")对象的地址不同，所有依旧能向set集合中成功添加第二条数据

 重写hashCode

     在上面写的代码中，由于Student类中并没有重写hashCode()方法，所以在调用hash(Object key)时，进而调用的是object中hashCode方法：（return super.hashCode();）比较的是传入对象的地址值，又测试代码中add()方法传入的两个对象的地址值不相同，故hash值不同。由上一篇博客的分析可知，在计算机中，这两个对象都可以添加进HashSet集合中。但是我们人为的希望比较的是Student类中的id是否相同，id相同视为同一个学生对象，实现不能重复添加id相同的Student对象的功能，即不需要比较地址是否一致，只要是值一致即可。这时可以通过在自定义的Student类中重写hashCode()方法来实现。代码如下：

@Override
public int hashCode() {		
		
	return id.hashCode();
	}

这时就会调用我们重写的这个该hashCode()方法实质上是在调用id的hashCode方法，而id是String类型的，故实际上调用的是String类中的hashCode()方法，比较内容是否相同，上述代码中创建的Student对象中所传入的id内容相同，那么hash值相同，而不再是调用object中的hashCode方法。保证了(p = tab[i = (n - 1) & hash])不为空，执行else分支

具体执行过程：

第二行代码set.add(new Student(“1”))的执行过程

1.程序执行 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)语句代码块，tab=resize();方法为table变量赋值，此处的table是在HashMap类中定义的成员变量，由于在声明时未显示初始化，HashMap类中的所有构造方法当中也没有对table变量赋值，故该值默认为null。故条件成立，执行if代码块中的n = (tab = resize()).length语句，resize()方法执行完后会返回一个默认初始长度为16的数组，故tab和table都指向该数组。
2.程序继续执行if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)语句，此处的i值是根据所传key的hash值对tab数组空间的一个映射，也就是(n - 1) & hash为数组下标。此时tab[i]中没有数据，if语句成立，执行tab[i] = newNode(hash, key, value, null)，创建一个Node对象(封装id="1"的Student对象)并存到tab[i]中，也就是说此时tab(table)指向的数组中已经存储了一个id="1"的Student对象。
3.程序执行了if后 跳过else语句执行下面代码，返回null。即putVal方法返回null，put方法也返回null，add方法返回true，添加成功。

   第三行代码set.add(new Student(“1”))的执行过程

1.程序执行 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)语句，由于此处的tab(table)指向的数组中已经存储了一个new Student("1")的对象，不为空，故条件不成立，不再继续执行if代码块中的内容。
2.程序继续执行if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)语句，由之前的分析可知此处的hash值与执行第二行代码时的hash值相同，故i值不变，即tab[i]中存储的是id="1"的Student对象，变量p指向tab[i]，保证了p = tab[i = (n - 1) & hash])不为空，故条件不成立，跳过if代码块，执行else代码块中的内容。
3.程序继续执行 if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))语句，p.hash == hash语句实质是在比较第一次传入的Student对象的hash值和本次传入的Student对象的hash值，由之前的分析可知为true，但是(k = p.key) == key中，k=p. key即k和p中存储的都是第一次传入的Student对象的地址，而key是本次传入的Student对象的地址，显然不同，故而执行key != null && key.equals(k)，key!=null成立执行key.equals(k)，由于key是自定义的Student类，并没有重写Object类中的equals方法，所以此时调用的仍然是Object类中的equals方法，比较地址值是否相同，结果为false，而如果要实现人为的希望比较的是Student类中的id是否相同的功能，此处结果必须为true，所以需要在Student类中重写equals方法。

 重写equals方法

​@Override
public boolean equals(Object obj) {
		
	Student student = (Student)obj;
	return id.equals(student.id);
	}​

重写equals方法之后，此处实际上是调用Student类中的重写后的equals方法，而该方法实际是调用id的equals方法，而id是String类型的，故实际上调用的是String类中的equals()方法，比较内容是否相同，显然为true。条件成立，执行e = p。
此时，程序执行if (e != null) {…}代码块中的内容，返回一个不为null的值，即putVal方法返回值不为null，put方法返回值也不为null，add方法返回false，添加失败。实现了人为的希望比较的是Student类中的id是否相同的功能，即不能重复添加id相同的Student对象的功能。

当泛型为Object的时候传入其他的非Student类的时候有可能会出现异常

为了防止存入不同的对象，需要使用 instanceof，代码如下：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
	//return super.equals(obj);
	if (obj instanceof Student) {
		Student student = (Student)obj;
		return id.equals(student.id);
	}
	return false;		
	}	

总结：

 1.hashCode和equals的执行顺序：先执行hashCode方法，在hashCode相等的情况下，再执行equals方法

 2.重写equals方式时，注意使用instanceof