equals和hashcode終極解答

爲什麼重寫equals就必須重寫hashcode？

我們必須先了解hash桶。水桶用來存放水，而hash桶用來存放多個hash值，hash算法負責將hash值分配到hash桶裏，而相同的hash值始終位於相同的桶內。當存儲元素時首先計算出hash值，然後找到對應的hash桶，把值放在該桶裏。查找元素時，同樣計算出hash值並找到對應的hash桶，隨後將桶內所有元素取出一一對比equals，即完成查找。
爲什麼要利用hash桶呢？這樣是爲了減少需要用equals比較的元素數量。想象下傳統的方案中我們將所有元素一一對比equals，而現在只需和一個hash桶內元素對比即可。
那如果不重寫hashcode，即可能出現equals相同的元素其hashcode不同。假如我們已經在set中插入了一個元素，現在插入一個跟它equals的元素，但由於兩者hashcode不同，因此被分配到不同的桶中，導致這個元素被添加進set，這違反了set的規則！
從上述可以看出，hashcode的作用是輔助equals的判斷，它主要考慮的是效率。

重寫equals

重寫equals具有許多陷阱，稍不小心就會違反下面這些原則：
- 自反性
- 相對性
- 傳遞性
- 永久性
- 任何非NULL對象不等於NULL
接下來我們先給出一個標準實現，然後一一解釋

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        //自檢查
        if(this == o )
            return true;

        //空檢查
        if (o == null)
            return false;

        //類型檢查和轉換
        if (getClass() != o.getClass())
            return false;

        Car car = (Car)o;

        // 成員比較
        return Objects.equals(name, car.name);
    }

• 函數參數
  函數參數一定要爲object，考慮如下情況：

     Car a = new Car("my");
     Object b = new Car ("my");

     boolean answer = a.equals(b);

這裏answer將爲false。因此java的方法重載基於靜態類型，因此這裏調用的是Obeject.equals方法。當我們使用集合時會大量遇到這種情況。

• 自校驗
  equals是一個被經常調用的基本方法，因此需要注意它的性能，自校驗可以極大的提高性能。

• 空校驗
  空校驗保證上述最後一條原則，也避免了NullPointerException

• 類型檢查和轉換
  這裏有兩種實現方式，我們採取的方式將導致所以子類equals返回false，這可能不是我們想要的結果,因爲有些子類僅添加功能而不增加成員變量，那麼它們應該允許和父類相等。對hibernate或者spring這些會在運行中產生子類的框架來講這點尤爲重要。因此，我們衍生出另一種做法採用instanceof

  if (!(o instanceof Car))
  return false;

  但需要注意的是這種做法會引起其他問題。例如SUV派生自Car同時添加了新的成員變量並覆蓋equals方法，那麼car.equals（suv）將返回true，而suv.equals（car）將返回false，這顯然違反了相對性。
  當然我們可以在suv的equals中檢查object是否爲car來避免這個問題，但這種做法違反了傳遞性，比如：

   Car a = new Car("my");
   SUV s1 = new SUV("my", "1");
   SUV s2 = new SUV("my", "2");

  a分別和s1以及s2滿足equals，但s1和s2不滿足。
  所以這裏有兩種做法：使用getclass同時記住所有的子類和父類不能equals；使用instanceof方法同時設置equals爲final

• 成員比較
  基本類型使用==，引用類型使用equals，對於可能爲空的字段需要檢驗是否爲NULL。因此建議採用Objects.equals方法

  重寫hashcode

  重寫hashcode需要注意幾點：

• 選擇字段
  不能選擇equals函數沒有采用的字段，這樣可能導致兩個equals的對象其hashcode卻不相同！換句話即採用equals字段的子集。

• 一致性
  如果不小心將已經添加到hashset的對象作出了修改，由於hash值不會重新計算，hashset的內部結構也不會改變，因此接下來即使使用相equals的對象也無法查找到該元素！即使使用該元素本身也不行！所以我麼需要儘量使用不可變變量來計算hash值。

  計算過程

  把某個非0的常數值，比如17，保存在一個名爲result的int類型的變量中。
  對於對象中的每個域，做如下操作：
  爲該域計算int類型的哈希值c：
  如果該域是boolean類型，則計算(f?1:0)
  如果該域是byte、char、short或者int類型，則計算(int)f
  如果該域是long類型，則計算(int)(f^(f>>>32))
  如果該域是float類型，則計算Float.floatToIntBits(f)
  如果該域是double類型，則計算Double.doubleToLongBits(f)，然後重複第三個步驟。
  如果該域是一個對象引用，並且該類的equals方法通過遞歸調用equals方法來比較這個域，同樣爲這個域遞歸的調用hashCode，如果這個域爲null，則返回0。
  如果該域是數組，則要把每一個元素當作單獨的域來處理，遞歸的運用上述規則，如果數組域中的每個元素都很重要，那麼可以使用Arrays.hashCode方法。
  把上面計算得到的hash值c合併到result中