JAVA中重写equals()方法为什么要重写hashcode()方法

本文深入探讨了Java中自定义类如何实现equals和hashCode方法,以及它们在HashSet集合中的应用。重点解释了重写equals和hashCode的必要性和作用,通过代码实例展示了如何正确实现这两个方法以确保集合操作的高效性和准确性。

那为什么在重写equals方法时都要重写equals方法呢:
首先equals与hashcode间的关系是这样的:

1、如果两个对象相同(即用equals比较返回true),那么它们的hashCode值一定要相同;

2、如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同(即用equals比较返回false)   

自我的理解:由于为了提高程序的效率才实现了hashcode方法,先进行hashcode的比较,如果不同,那没就不必在进行equals的比较了,这样就大大减少了equals比较的

次数,这对比需要比较的数量很大的效率提高是很明显的,一个很好的例子就是在集合中的使用;

我们都知道java中的List集合是有序的,因此是可以重复的,而set集合是无序的,因此是不能重复的,那么怎么能保证不能被放入重复的元素呢,但靠equals方法一样比较的

话,如果原来集合中以后又10000个元素了,那么放入10001个元素,难道要将前面的所有元素都进行比较,看看是否有重复,欧码噶的,这个效率可想而知,因此hashcode

就应遇而生了,java就采用了hash表,利用哈希算法(也叫散列算法),就是将对象数据根据该对象的特征使用特定的算法将其定义到一个地址上,那么在后面定义进来的数据

只要看对应的hashcode地址上是否有值,那么就用equals比较,如果没有则直接插入,只要就大大减少了equals的使用次数,执行效率就大大提高了。

继续上面的话题,为什么必须要重写hashcode方法,其实简单的说就是为了保证同一个对象,保证在equals相同的情况下hashcode值必定相同,如果重写了equals而未重写

hashcode方法,可能就会出现两个没有关系的对象equals相同的(因为equal都是根据对象的特征进行重写的),但hashcode确实不相同的


object对象中的 public boolean equals(Object obj),对于任何非空引用值 x 和 y,当且仅当 x 和 y 引用同一个对象时,此方法才返回 true;
注意:当此方法被重写时,通常有必要重写 hashCode 方法,以维护 hashCode 方法的常规协定,该协定声明相等对象必须具有相等的哈希码。如下:
(1)当obj1.equals(obj2)为true时,obj1.hashCode() == obj2.hashCode()必须为true 
(2)当obj1.hashCode() == obj2.hashCode()为false时,obj1.equals(obj2)必须为false
如果不重写equals,那么比较的将是对象的引用是否指向同一块内存地址,重写之后目的是为了比较两个对象的value值是否相等。特别指出利用equals比较八大包装对象
(如int,float等)和String类(因为该类已重写了equals和hashcode方法)对象时,默认比较的是值,在比较其它自定义对象时都是比较的引用地址
hashcode是用于散列数据的快速存取如利用HashSet/HashMap/Hashtable类来存储数据时,都是根据存储对象的hashcode值来进行判断是否相同的
这样如果我们对一个对象重写了euqals,意思是只要对象的成员变量值都相等那么euqals就等于true,但不重写hashcode,那么我们再new一个新的对象,
当原对象.equals(新对象)等于true时,两者的hashcode却是不一样的,由此将产生了理解的不一致,如在存储散列集合时(如Set类),将会存储了两个值一样的对象,
导致混淆,因此,就也需要重写hashcode()
举例说明:

 

[java]  view plain copy
  1. import java.util.*;  
  2.   
  3. public class HelloWorld {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         /* 
  6.         Collection c = new HashSet(); 
  7.         c.add("hello"); 
  8.         c.add(new Name("f1","l1")); 
  9.         c.add(new Integer(100)); 
  10.         c.remove("hello");  
  11.         c.remove(new Integer(100)); 
  12.         System.out.println(c.remove(new Name("f1","l1"))); 
  13.         */  
  14.         Name n1 = new Name("01");  
  15.         Name n2 = new Name("01");  
  16.           
  17.         Collection c = new HashSet();  
  18.         c.add(n1);  
  19.         System.out.println("------------");  
  20.         c.add(n2);  
  21.         System.out.println("------------");  
  22.         System.out.println(n1.equals(n2));  
  23.         System.out.println("------------");  
  24.         System.out.println(n1.hashCode());  
  25.         System.out.println(n2.hashCode());  
  26.         System.out.println(c);  
  27.     }  
  28.   
  29.   
  30. }  
  31.   
  32. class Name {  
  33.     private String id;  
  34.     public Name(String id) {  
  35.         this.id = id;   
  36.     }  
  37.       
  38.     public String toString(){  
  39.         return this.id;  
  40.     }  
  41.     public boolean equals(Object obj) {  
  42.         if (obj instanceof Name) {  
  43.             Name name = (Name) obj;  
  44.             System.out.println("equal"+ name.id);  
  45.             return (id.equals(name.id));  
  46.         }  
  47.         return super.equals(obj);  
  48.     }  
  49.           
  50.     public int hashCode() {  
  51.         Name name = (Name) this;  
  52.         System.out.println("Hash" + name.id);  
  53.         return id.hashCode();  
  54.               
  55.     }  
  56. }  


就这个程序进行分析,在第一次添加时,调用了hashcode()方法,将hashcode存入对象中,第二次也一样,然后对hashcode进行比较。hashcode也只用于HashSet/HashMap/Hashtable类存储数据,所以会用于比较,需要重写

总结,自定义类要重写equals方法来进行等值比较,自定义类要重写compareTo方法来进行不同对象大小的比较,重写hashcode方法为了将数据存入HashSet/HashMap/Hashtable类时进行比较.


<think> 首先,用户的问题是基于给定的引用材料:"我想了解重写equals方法时需要重写hashcode方法的原因"。引用包括四个来源:[^1], [^2], [^3], [^4],这些都讨论了为什么Java重写equals方法时必须重写hashCode方法。 我的响应需要遵循系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式,但在这个上下文中,似乎没有数学表达式,所以可能不需要。 - 独立公式必须使用$$...$$格式并单独成段,同样,可能不适用。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 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,例如:[^1]。 用户可见层的要求: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 关键点:用户想知道重写equals方法时需要重写hashCode方法的原因。引用材料提供了原因: - [^1] 提到了hashCode重写的基本规则和两者之间的关系。 - [^2] 讨论了==与equals的区别,以及为什么必须重写hashCode。 - [^3] 强调违反了Java的对象契约如果不重写hashCode。 - [^4] 提供了一个代码示例,显示如果不重写hashCode,会导致不一致的行为。 核心原因总结自引用: 1. **一致性**:equals方法定义了对象内容的相等性;hashCode方法返回对象的哈希码。在Java中,如果两个对象根据equals方法相等,它们的hashCode必须相等。如果不遵守这个规则,在使用基于哈希的集合(如HashMap、HashSet)时,会导致问题。 2. **契约**:Java的Object类定义了equalshashCode方法的契约。重写equals方法时必须重写hashCode以维持这个契约。 3. **问题示例**:如果只重写equals而不重写hashCode,两个对象可能equalshashCode不同。这会导致在HashMap中,对象可能被放入错误的桶中,无法正常查找或导致重复添加。 结构响应: - **逐步解决**:从基础开始解释,逐步到原因。 - **引用**:在解释时,自然地添加引用标识。 - **中文回答**:整个响应用中文。 - **生成相关问题**:在回答后添加相关问题部分。 响应大纲: 1. **引言**:简要介绍equalshashCode方法的作用。 2. **原因解释**: - 解释equals方法重写规则。 - 解释为什么需要一致性。 - 给出基于引用的具体原因。 3. **代码示例**:类似[^4],提供一个简单例子说明问题。 4. **总结**:强调重写的必要性。 5. **相关问题**:生成2-3个相关问题。 相关问题灵感: - 基于主题,如:如何正确重写hashCode方法?如果不重写hashCode会有什么后果?在哪些场景下必须重写hashCode? 确保真实可靠:基于提供的引用和Java官方文档知识。 最终响应要用中文。 </think> ### 重写equals方法时必须重写hashCode方法的原因 在Java中,`equals`方法用于比较两个对象的内容是否相等,而`hashCode`方法返回对象的哈希码值。根据Java的对象契约(Object Contract),重写`equals`方法时必须同时重写`hashCode`方法,否则会导致程序行为异常。主要原因包括以下几点: 1. **维持对象契约的一致性**: Java的`Object`类定义了`equals`和`hashCode`方法之间的契约:如果两个对象根据`equals`方法相等,那么它们的`hashCode`必须相等。反之,如果两个对象的`hashCode`不等,则它们一定不相等。如果不遵守这个规则,会违反Java的通用约定,导致哈希相关集合(如`HashMap`、`HashSet`)工作不正常[^3]。 - 例如,在`HashMap`中,对象存储和检索依赖于`hashCode`值来决定桶的位置。如果只重写`equals`而不重写`hashCode`,两个内容相等的对象可能产生不同的哈希码结果,造成对象无法被正确查找或重复存储。 2. **防止哈希相关集合的异常行为**: 在使用基于哈希的数据结构时,`hashCode`方法用于快速定位对象。如果只重写`equals`方法而不重写`hashCode`,会导致以下问题: - **对象丢失**:在`HashSet`中,两个`equals`相等的对象可能被分配到不同的桶中,导致集合无法识别它们是相同的对象,从而允许重复添加。 - **检索失败**:在`HashMap`中,尝试用键对象检索值时,如果键的`hashCode`与存储时不匹配,即使`equals`返回`true`,也可能无法找到对应的值,引发逻辑错误[^1][^2]。 ```java // 示例:只重写equals而不重写hashCode的问题场景 import java.util.HashSet; public class Person { private String name; private int age; public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Person person = (Person) o; return age == person.age && Objects.equals(name, person.name); } // 错误:没有重写hashCode public static void main(String[] args) { Person p1 = new Person("Alice", 30); Person p2 = new Person("Alice", 30); System.out.println(p1.equals(p2)); // 输出 true HashSet<Person> set = new HashSet<>(); set.add(p1); System.out.println(set.contains(p2)); // 可能输出 false,因为hashCode重写,哈希码不同 } } ``` 3. **确保equalshashCode的逻辑等价性**: `hashCode`方法应基于对象中用于`equals`比较的属性计算哈希码。如果只重写`hashCode`而不重写`equals`,或反之,会导致不一致: - 两个对象`equals`相等,但`hashCode`不同:违反契约,引发哈希集合故障。 - 两个对象`hashCode`相同,但`equals`不相等:这是允许的(哈希冲突),但如果不重写`equals`,可能无法正确处理冲突[^4]。 正确的实践是使用相同的属性集计算哈希码,例如通过`Objects.hash()`方法简化实现,确保两者逻辑一致[^3][^4]。 总结来说,重写`equals`时必须重写`hashCode`,是为了遵守Java的对象契约,避免在哈希相关集合中出现不可预测的行为。推荐使用IDE(如IntelliJ IDEA)自动生成`equals`和`hashCode`方法,或利用`Objects.equals()`和`Objects.hash()`来简化代码并提高健壮性[^3][^4]。
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