技术经验分享:HashCode解析

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简介: 技术经验分享:HashCode解析

前言


Object提供给我们了一个Native的方法“public native int hashCode();”,本文讲讲Hash是什么以及HashCode的作用


Hash


先用一张图看下什么是Hash


Hash是散列的意思,就是把任意长度的输入,通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。关于散列值,有以下几个关键结论:


1、如果散列表中存在和散列原始输入K相等的记录,那么K必定在f(K)的存储位置上


2、不同关键字经过散列算法变换后可能得到同一个散列地址,这种现象称为碰撞


3、如果两个Hash值不同(前提是同一Hash算法),那么这两个Hash值对应的原始输入必定不同


HashCode


然后讲下什么是HashCode,总结几个关键点:


1、HashCode的存在主要是为了查找的快捷性,HashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的


2、如果两个对象equals相等,那么这两个对象的HashCode一定也相同


3、如果对象的equals方法被重写,那么对象的HashCode方法也尽量重写


4、如果两个对象的HashCode相同,不代表两个对象就相同,只能说明这两个对象在散列存储结构中,存放于同一个位置


HashCode有什么用


回到最关键的问题,HashCode有什么用?不妨举个例子:


1、假设内存中有0 1 2 3 4 5 6 7 8这8个位置,如果我有个字段叫做ID,那么我要把这个字段存放在以上8个位置之一,如果不用HashCode而任意存放,那么当查找时就需要到8个位置中去挨个查找


2、使用HashCode则效率会快很多,把ID的HashCode%8,然后把ID存放在取得余数的那个位置,然后每次查找该类的时候都可以通过ID的HashCode%8求余数直接找到存放的位置了


3、如果ID的HashCode%8算出来的位置上本身已经有数据了怎么办?这就取决于算法的实现了,比如ThreadLocal中的做法就是从算出来的位置向后查找第一个为空的位置,放置数据;HashMap的做法就是通过链式结构连起来。反正,只要保证放的时候和取的时候的算法一致就行了。


4、如果ID的HashCode%8相等怎么办(这种对应的是第三点说的链式结构的场景)?这时候就需要定义equals了。先通过HashCode%8来判断类在哪一个位置,再通过equals来在这个位置上寻找需要的类。对比两个类的时候也差不多,先通过HashCode比较,假如HashCode相等再判断equals。如果两个类的HashCode都不相同,那么这两个类必定是不同的。


举个实际的例子Set。我们知道Set里面的元素是不可以重复的,那么如何做到?Set是根据equals()方法来判断两个元素是否相等的。比方说Set里面已经有1000个元素了,那么第1001个元素进来的时候,最多可能调用1000次equals方法,如果equals方法写得复杂,对比的东西特别多,那么效率会大大降低。使用HashCode就不一样了,比方说HashSet,底层是基于HashMap实现的,先通过HashCode取一个模,这样一下子就固定到某个位置了,如果这个位置上没有元素,那么就可以肯定HashSet中必定没有和新添加的元素equals的元素,就可以直接存放了,都不需要比较;如果这个位置上有元素了,逐一比较,比较的时候先比较HashCode,HashCode都不同接下去都不用比了,肯定不一//代码效果参考:http://hnjlyzjd.com/hw/wz_24499.html

样,HashCode相等,再equals比较,没有相同的元素就存,有相同的元素就不存。如果原来的Set里面有相同的元素,只要HashCode的生成方式定义得好(不重复),不管Set里面原来有多少元素,只需要执行一次的equals就可以了。这样一来,实际调用equals方法的次数大大降低,提高了效率。

为什么重写Object的equals(Object obj)方法尽量要重写Object的hashCode()方法


我们在重写Object的equals(Object obj)方法的时候,应该尽量重写hashCode()方法,这是有原因的,下面详细解释下:


1 public class HashCodeClass 2 { 3 private String str0; 4 private double dou0; 5 private int int0; 6


(obj HashCodeClass hcc = (hcc.str0.equals(.str0) && hcc.dou0 == .dou0 && hcc.int0 == }


//代码效果参考:http://hnjlyzjd.com/xl/wz_24497.html

System.out.println( System.out.println( System.out.println( System.out.println( System.out.println( System.out.println( }

打印出来的值是:


1901116749


1807500377


355165777


1414159026


1569228633


778966024


我们希望两个HashCodeClass类equals的前提是两个HashCodeClass的str0、dou0、int0分别相等。OK,那么这个类不重写hashCode()方法是有问题的。


现在我的HashCodeClass都没有赋初值,那么这6个HashCodeClass应该是全部equals的。如果以HashSet为例,HashSet内部的HashMap的table本身的大小是16,那么6个HashCode对16取模分别为13、9、1、2、9、8。第一个放入table【13】的位置、第二个放入table【9】的位置、第三个放入table【1】的位置。。。但是明明是全部equals的6个HashCodeClass,怎么能这么做呢?HashSet本身要求的就是equals的对象不重复,现在6个equals的对象在集合中却有5份(因为有两个计算出来的模都是9)。


那么我们该怎么做呢?重写hashCode方法,根据str0、dou0、int0搞一个算法生成一个尽量唯一的hashCode,这样就保证了str0、dou0、int0都相等的两个HashCodeClass它们的HashCode是相等的,这就是重写equals方法必须尽量要重写hashCode方法的原因。看下JDK中的一些类,都有这么做:


Integer的


1 public int hashCode() {


2 return value;


3 }


4 5 public boolean equals(Object obj) {


6 if (obj instanceof Integer) {


7 return value == ((Integer)obj).intValue();


8 }


9 return false;


10 }


String的


1 public int hashCode() {


2 int h = hash;


3 if (h == 0) {


4 int off = offset;


5 char val【】 = value;


6 int len = count;


7


8 for (int i = 0; i < len; i++) {


9 h = 31*h + val【off++】;


10 }


11 hash = h;


12 }


13 return h;


14 }


15


16 public boolean equals(Object anObject) {


17 if (this == anObject) {


18 return true;


19 }


20 if (anObject instanceof String) {


21 String anotherString = (String)anObject;


22 int n = count;


23 if (n == anotherString.count) {


24 char v1【】 = value;


25 char v2【】 = anotherString.value;


26 int i = offset;


27 int j = anotherString.offset;


28 while (n-- != 0) {


29 if (v1【i++】 != v2【j++】)


30 return false;


31 }


32 return true;


33 }


34 }


35 return false;


36 }


HashMap中的实体类Entry


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