Java中hashcode()方法的前生与今世

1.hashcode()的由来

hashcode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值，那么是通过什么算出来的呢？答案是hashtable（哈希表），哈希表就是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。这样的话可能太过于官方，在这里说一下我的理解，hashcode就是通过一个函数映射得到的值，这个函数叫哈希函数，我们向函数中传入一个key值，就会得到一个value值，通过哈希函数得到的value就是哈希值，即value=f(key)。那么理解了hashcode之后，我们就知道hashcode()方法是干什么用的了，hashcode()方法就是为了计算并返回hashcode方法。

2.hashcode()的作用

哈希表的主要好处就是它能够提高查找效率。通过查看API我们可以发现，hashcode()是Object的方法，也可以说正常情况下所有类的对象都够调用hashcode()方法，在Java中，根据他能够提高查找效率的特点，我们主要应用在为了配合基于散列的集合一起正常运行，这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。集合中不允许重复的元素存在，那么当我们需要加入一个新的元素时，如何去判断该元素已经存在了呢？也许大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较，这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据，如果采用equals方法去逐一比较，效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了，当集合要添加新的对象时，先调用这个对象的hashCode方法，得到对应的hashcode值，实际上在HashMap的具体实现中会用一个table保存已经存进去的对象的hashcode值，如果table中没有该hashcode值，它就可以直接存进去，不用再进行任何比较了；如果存在该hashcode值， 就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址，所以这里存在一个冲突解决的问题，这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了。下面这段代码是java.util.HashMap的中put方法的具体实现：

public V put(K key, V value) {     
   if (key == null)     
          return putForNullKey(value);    
    int hash = hash(key.hashCode());   
         int i = indexFor(hash, table.length);    
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;          
          if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);     
                     return oldValue;
            }
        }
 
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);  
                           return null;
    }

put方法是用来向HashMap中添加新的元素，从put方法的具体实现可知，会先调用hashCode方法得到该元素的hashCode值，然后查看table中是否存在该hashCode值，如果存在则调用equals方法重新确定是否存在该元素，如果存在，则更新value值，否则将新的元素添加到HashMap中。从这里可以看出，hashCode方法的存在是为了减少equals方法的调用次数，从而提高程序效率。

3.hashcode()方法与equals()方法

在这里需要注意几个问题。判断对象相等是否可以用hashcode()方法，答案是不可以必须用equals()方法。两个不同对象可能hashcode相等，但两个不同hashcode的对象一定不同。

另一个注意的问题：设计一个类的时候为需要重写equals方法，比如String类，但是千万要注意，在重写equals方法的同时，必须重写hashCode方法。下面看一个只重写了equals方法的例子：

 import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
 
class People{
    private String name;
    private int age;
     
    public People(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }  
     
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
         
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
    }
}
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        People p1 = new People("Jack", 12);
        System.out.println(p1.hashCode());
             
        HashMap<People, Integer> hashMap = new HashMap<People, Integer>();
        hashMap.put(p1, 1);
         
        System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
    }
}

如果两个People对象，如果它的姓名和年龄相等，则认为是同一个人。这段代码本来的意愿是想这段代码输出结果为“1”，但是事实上它输出的是“null”。

虽然通过重写equals方法使得逻辑上姓名和年龄相同的两个对象被判定为相等的对象（跟String类类似），但是要知道默认情况下，hashCode方法是将对象的存储地址进行映射。那么上述代码的输出结果为“null”就不足为奇了。原因很简单，p1指向的对象和System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));这句中的new People("Jack", 12)生成的是两个对象，它们的存储地址肯定不同。所以在hashmap进行get操作时，因为得到的hashcdoe值不同直接返回null。如果想上述代码输出结果为“1”，很简单，只需要重写hashCode方法，让equals方法和hashCode方法始终在逻辑上保持一致性。

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
 
 
class People{
    private String name;
    private int age;
     
    public People(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }  
     
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
     
    @Override
    public int hashCode() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return name.hashCode()*37+age;
    }
     
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.name.equals(((People)obj).name) && this.age== ((People)obj).age;
    }
}
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        People p1 = new People("Jack", 12);
        System.out.println(p1.hashCode());
             
        HashMap<People, Integer> hashMap = new HashMap<People, Integer>();
        hashMap.put(p1, 1);
         
        System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));
    }
}

下面引用一下Effective Java一书：

在程序执行期间，只要equals方法的比较操作用到的信息没有被修改，那么对这同一个对象调用多次，hashCode方法必须始终如一地返回同一个整数。

如果两个对象根据equals方法比较是相等的，那么调用两个对象的hashCode方法必须返回相同的整数结果。

如果两个对象根据equals方法比较是不等的，则hashCode方法不一定得返回不同的整数。

　　对于第二条和第三条很好理解，但是第一条，很多时候就会忽略。在《Java编程思想》一书中的P495页也有同第一条类似的一段话：

　　“设计hashCode()时最重要的因素就是：无论何时，对同一个对象调用hashCode()都应该产生同样的值。如果在讲一个对象用put()添加进HashMap时产生一个hashCdoe值，而用get()取出时却产生了另一个hashCode值，那么就无法获取该对象了。所以如果你的hashCode方法依赖于对象中易变的数据，用户就要当心了，因为此数据发生变化时，hashCode()方法就会生成一个不同的散列码”。