实例演示:为什么需要重写hashcode和equals

现有一段代码如下:

package charter1;

import java.util.HashMap;

/**
 * @Auther: 洺润Star
 * @Date: 2020/4/8 16:28
 * @Description:
 */
class Key{

    Integer id ;

    public Key(Integer id) {
        this.id = id;
    }

}
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Key key1 = new Key(1);
        Key key2 = new Key(1);

        HashMap<Key, String> keyStringHashMap = new HashMap<>();
        keyStringHashMap.put(key1,"key1");
        System.out.println(keyStringHashMap.get(key2));
    }
}

需求:使用Key对象作为map的key值,现在定义两个对象key1,key2,其中属性id都为1,所以现在我要使用key1对象存,用key2来取,请问如何实现?

首先毫无疑问上面的代码无法满足这个需求,get到的只能是空值,原因如下:

  1. 没重写hashcode默认就会调用 object类中的hashcode方法,而且是根据对象地址来生成的,因为key1和key2是new出来的不同对象 所以哈希值注定不同,将会被散列在不同位置,如图中的1和4 两个位置,所以用key2取出来的必定是空值
    在这里插入图片描述
    所以我们现在重写hashcode方法 ,添加代码如下:
  @Override
    public int hashCode() {
       return id.hashCode();
    }

这样,就算是同一类的不同对象只要属性id值相同 他们的hashcode就相同,此时就会散列在同一个位置上,假设上图中的4.

  1. 经过上面的处理就是两个不同的对象拥有相同的哈希值,此时就造成了哈希冲突,而HashMap里就用到了“链地址法”去解决这个问题,可以假设上图中的 7 和 8就分别代表了key1 和key2 ,此时我们重写 equals 方法 ,添加代码如下:
 @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null ||!(obj instanceof Key))
            return false;
        else
            return this.getId().equals(((Key) obj).getId());

    }

表示如果传入的对象如果不为空 且和当前对象中的属性id相同 则认为这两个对象相等 。
此时重写equals过后key2将和key1指向同一个value了。
完整代码如下:

package charter1;

import java.util.HashMap;

/**
 * @Auther: 洺润Star
 * @Date: 2020/4/8 16:28
 * @Description:
 */
class Key{

    Integer id ;
    //重写hashCode()方法。
    @Override
    public int hashCode() {
       return id.hashCode();
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null ||!(obj instanceof Key))
            return false;
        else
            return this.getId().equals(((Key) obj).getId());

    }

    public Key(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }
}
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Key key1 = new Key(1);
        Key key2 = new Key(1);

        HashMap<Key, String> keyStringHashMap = new HashMap<>();
        keyStringHashMap.put(key1,"key1");
        System.out.println(keyStringHashMap.get(key2));

    }
}

总结:不重写hashcode和equals方法,会调用Object类中的实现,当多个不同对象需要作为同一个key在hashmap中存取是无法实现的。

应用场景:在使用某ArrayList对象时,发现需要频繁查找其中数据,成为性能瓶颈,后来就用HashMap对象来重构

最后再来一个在面试中自相矛盾的说法:

  • 你有没有重写过hashcode方法?回答没有。
  • 在HashMap的键里,你有没有放过自定义的对象?回答说有。
### 3.1 HashSet 的核心特性与存储机制 HashSet 是 Java 集合框架中的一种实现,继承自 `Collection` 接口。其核心特性包括元素无序、不可重复。HashSet 的底层实现依赖于 HashMap,其中元素的存储基于哈希算法,内部结构可以理解为数组、链表与红黑树(JDK 1.8 及以上版本)的组合结构。在哈希冲突较多时,链表会转换为红黑树以提高查找效率,时间复杂度可优化至 O(log n)[^4]。 ### 3.2 重写 hashCode equals 方法的必要性 HashSet 判断元素是否重复的依据是 `hashCode()` `equals()` 方法。当向 HashSet 中添加一个对象时,系统会先调用 `hashCode()` 方法计算其哈希码,以确定该对象在哈希表中的存储位置。如果两个对象的哈希码相同(即发生哈希冲突),则进一步调用 `equals()` 方法判断这两个对象是否真正相等。 如果未重写这两个方法,Java 会使用默认的 `Object.hashCode()` `Object.equals()`,即基于对象的内存地址进行比较。这意味着即使两个对象的内容完全相同,只要它们是不同的实例,就会被视为不同的元素,从而破坏 HashSet 的去重机制。 为了确保属性相同的对象被视为相同的元素,必须重写 `hashCode()` `equals()` 方法。例如,在一个 `Student` 类中,若希望根据学号(no)判断两个学生是否为同一人,则应将 `no` 作为 `hashCode()` 的计算依据,并在 `equals()` 中比较 `no` 是否相等[^3]。 ### 3.3 不重写可能导致的问题 若不重写 `hashCode()` `equals()`,会出现以下问题: - **重复元素无法被正确识别**:即使两个对象的内容相同,它们的哈希码可能不同,导致 HashSet 误认为它们是不同的对象,从而允许重复插入。 - **集合中出现多个“逻辑上相同”的对象**:这违背了 HashSet 的设计初衷,即确保元素的唯一性。 - **性能下降**:由于哈希冲突增加,查找效率降低,可能频繁触发链表转红黑树的操作,影响整体性能。 ### 3.4 示例代码 以下是一个典型的 `Student` 类,展示了如何正确重写 `hashCode()` `equals()` 方法: ```java public class Student { private int no; private String name; public Student(int no, String name) { this.no = no; this.name = name; } @Override public int hashCode() { return Integer.valueOf(this.no); } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; return this.no == other.no; } } ``` ### 3.5 哈希冲突与重码问题 尽管重写了 `hashCode()` 方法,仍然可能出现“哈希冲突”,即不同对象计算出相同的哈希码。这是哈希函数的固有特性,无法完全避免。不过,只要 `equals()` 方法正确实现,即使哈希码相同,也能通过比较对象的实际属性来判断是否重复[^2]。 ###
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