Java的contains()方法实现原理——equals(),hashcode() 实例分析

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#Java

本文通过详尽测试，探究了Java中不同容器（List、Set、Map）使用contains方法时的底层实现原理，特别是针对自定义对象时的行为差异。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

Java编程离不开容器，使用容器又会常常用到contains()方法，这篇文章通过极其详细的测试，探究了 java 中 contains() 方法实现的底层原理。

索引

第一波测试
  • String 和自定义 object 类之间储存方式的区别
  • String 和 object在使用 contains 时的差别
  • List Set Map 的不同表现
//注释为false的是错误，没写的是true

import java.util.*;

import javax.print.attribute.HashAttributeSet;

public class contains{
    public static void main(String[] args){

        String str1 = "aaa";
        String str11 = "aaa";
        String str2 = "bbb";

        //string 存储方式，重复字符串不会另行开辟空间
        System.out.println("String storage test:");
        System.out.println(str1 == "aaa");
        System.out.println(str1 == str11);
        System.out.println(str1.equals(str2));// false
        System.out.println(str1.equals("aaa"));

        Person p1 = new Person("A", 1);
        Person p11 = new Person("A", 1);
        Person p2 = new Person("B", 2);

        //new几个就有几个空间
        System.out.println("\nObject storage test");
        System.out.println(p1 == p11); // false
        System.out.println(p1.equals(p11));// false

        //list string
        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add(str1);
        System.out.println("\nList String test:");
        System.out.println(list1.contains(str1));
        System.out.println(list1.contains("aaa"));
        System.out.println(list1.contains(str11));

        //list object
        List<Person> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(p1);
        System.out.println("\nList object test:");
        System.out.println(list2.contains(p1));
        System.out.println(list2.contains(p11));// false
        System.out.println(list2.contains(p2));// false

        //set string
        Set<String> set1 = new HashSet<String>();
        set1.add(str1);
        System.out.println("\nSet String test:");
        System.out.println(set1.contains(str1));
        System.out.println(set1.contains("aaa"));
        System.out.println(set1.contains(str11));

        //set object
        Set<Person> set2 = new HashSet<Person>();
        set2.add(p1);
        System.out.println("\nSet Object test:");
        System.out.println(set2.contains(p1));
        System.out.println(set2.contains(p11));// false
        System.out.println(set2.contains(p2));// false

        //map string
        Map<String,String> map1 = new HashMap<String, String>();
        map1.put(str1, str1);
        System.out.println("\nMap String test:");
        System.out.println(map1.containsKey(str1));
        System.out.println(map1.containsKey(str11));
        System.out.println(map1.containsValue(str1));
        System.out.println(map1.containsValue(str11));

        //map object
        Map<Person,Person> map2 = new HashMap<Person,Person>();
        map2.put(p1,p1);
        System.out.println("\nMap Object test:");
        System.out.println(map2.containsKey(p1));
        System.out.println(map2.containsKey(p11));// false
        System.out.println(map2.containsValue(p1));
        System.out.println(map2.containsValue(p11));// false
    }
}

class Person{
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName(){
        return this.name;
    }

    public int getAge(){
        return this.age;
    }
}

可以看出，String 只要内容相同就被判断为 true

第二波测试

重写Person的equals方法之后的结果：

//注释为false的是错误，没写的是true

import java.util.*;

import javax.print.attribute.HashAttributeSet;

public class contains{
    public static void main(String[] args){

        String str1 = "aaa";
        String str11 = "aaa";
        String str2 = "bbb";

        //string 存储方式，重复字符串不会另行开辟空间
        System.out.println("String storage test:");
        System.out.println(str1 == "aaa");
        System.out.println(str1 == str11);
        System.out.println(str1.equals(str2));// false
        System.out.println(str1.equals("aaa"));

        Person p1 = new Person("A", 1);
        Person p11 = new Person("A", 1);
        Person p2 = new Person("B", 2);

        //new几个就有几个空间
        System.out.println("\nObject storage test");
        System.out.println(p1 == p11); // false
        System.out.println(p1.equals(p11));

        //list string
        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add(str1);
        System.out.println("\nList String test:");
        System.out.println(list1.contains(str1));
        System.out.println(list1.contains("aaa"));
        System.out.println(list1.contains(str11));

        //list object
        List<Person> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(p1);
        System.out.println("\nList object test:");
        System.out.println(list2.contains(p1));
        System.out.println(list2.contains(p11));
        System.out.println(list2.contains(p2));// false

        //set string
        Set<String> set1 = new HashSet<String>();
        set1.add(str1);
        System.out.println("\nSet String test:");
        System.out.println(set1.contains(str1));
        System.out.println(set1.contains("aaa"));
        System.out.println(set1.contains(str11));

        //set object
        Set<Person> set2 = new HashSet<Person>();
        set2.add(p1);
        System.out.println("\nSet Object test:");
        System.out.println(set2.contains(p1));
        System.out.println(set2.contains(p11));// false
        System.out.println(set2.contains(p2));// false

        //map string
        Map<String,String> map1 = new HashMap<String, String>();
        map1.put(str1, str1);
        System.out.println("\nMap String test:");
        System.out.println(map1.containsKey(str1));
        System.out.println(map1.containsKey(str11));
        System.out.println(map1.containsValue(str1));
        System.out.println(map1.containsValue(str11));

        //map object
        Map<Person,Person> map2 = new HashMap<Person,Person>();
        map2.put(p1,p1);
        System.out.println("\nMap Object test:");
        System.out.println(map2.containsKey(p1));
        System.out.println(map2.containsKey(p11));// false
        System.out.println(map2.containsValue(p1));
        System.out.println(map2.containsValue(p11));
    }
}

class Person{
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName(){
        return this.name;
    }

    public int getAge(){
        return this.age;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj instanceof Person){
            if (this.getName().equals(((Person)obj).getName())
            &&(this.getAge() == ((Person)obj).getAge())){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

不出所料的是，不同的拥有相同内容的Person可以equal，list 的contains 能够识别内容相同的 Person，然而 set 却没有变化 ，map 的 containsValue 能够识别内容相同的 Person，而containsKey 却不能。
这是一个很有趣的结果
原因是，set 和 map 的 containskey 在使用equals的同时，也会使用 hashCode() 方法，因此，两个方法返回都相同时，两个对象才能被视为相等。

第三波测试

重写hashCode() 方法：

//注释为false的是错误，没写的是true

import java.util.*;

import javax.print.attribute.HashAttributeSet;

public class contains{
    public static void main(String[] args){

        String str1 = "aaa";
        String str11 = "aaa";
        String str2 = "bbb";

        //string 存储方式，重复字符串不会另行开辟空间
        System.out.println("String storage test:");
        System.out.println(str1 == "aaa");
        System.out.println(str1 == str11);
        System.out.println(str1.equals(str2));// false
        System.out.println(str1.equals("aaa"));

        Person p1 = new Person("A", 1);
        Person p11 = new Person("A", 1);
        Person p2 = new Person("B", 2);

        //new几个就有几个空间
        System.out.println("\nObject storage test");
        System.out.println(p1 == p11); // false
        System.out.println(p1.equals(p11));

        //list string
        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add(str1);
        System.out.println("\nList String test:");
        System.out.println(list1.contains(str1));
        System.out.println(list1.contains("aaa"));
        System.out.println(list1.contains(str11));

        //list object
        List<Person> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(p1);
        System.out.println("\nList object test:");
        System.out.println(list2.contains(p1));
        System.out.println(list2.contains(p11));
        System.out.println(list2.contains(p2));// false

        //set string
        Set<String> set1 = new HashSet<String>();
        set1.add(str1);
        System.out.println("\nSet String test:");
        System.out.println(set1.contains(str1));
        System.out.println(set1.contains("aaa"));
        System.out.println(set1.contains(str11));

        //set object
        Set<Person> set2 = new HashSet<Person>();
        set2.add(p1);
        System.out.println("\nSet Object test:");
        System.out.println(set2.contains(p1));
        System.out.println(set2.contains(p11));
        System.out.println(set2.contains(p2));// false

        //map string
        Map<String,String> map1 = new HashMap<String, String>();
        map1.put(str1, str1);
        System.out.println("\nMap String test:");
        System.out.println(map1.containsKey(str1));
        System.out.println(map1.containsKey(str11));
        System.out.println(map1.containsValue(str1));
        System.out.println(map1.containsValue(str11));

        //map object
        Map<Person,Person> map2 = new HashMap<Person,Person>();
        map2.put(p1,p1);
        System.out.println("\nMap Object test:");
        System.out.println(map2.containsKey(p1));
        System.out.println(map2.containsKey(p11));
        System.out.println(map2.containsValue(p1));
        System.out.println(map2.containsValue(p11));
    }
}

class Person{
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName(){
        return this.name;
    }

    public int getAge(){
        return this.age;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj instanceof Person){
            if (this.getName().equals(((Person)obj).getName())
            &&(this.getAge() == ((Person)obj).getAge())){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return this.getAge();
    }
}

结论：set 的contains 和 map 的 containskey 在使用equals的同时，也会先使用 hashCode() 方法，在hashCode 相同的基础上再通过equals 判断是否相同。两个判断都相同时，才认定元素相等，contains 返回 true

后话：之后的学习中也印证了，set 的 contains 使用hashcode 方法判断等价性是因为，上面例子中使用的是 hashset ，也就是，set 的下层实现方式是哈希，所以才会跟 hashcode 扯上关系。同理，map 也因为 hashmap 底层的哈希原理。

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