【Java笔记】高级教程之常见的数据结构的Java实现2 HashCode

参考博客：关于hashCode方法的作用

目的：HashCode是用来解决Java集合中的元素不可重复的问题。

Java中的集合（Collection）有两类，一类是List，再有一类是Set。 你知道它们的区别吗？前者集合内的元素是有序的，元素可以重复；后者元素无序，但元素不可重复。

那么这里就有一个比较严重的问题了：要想保证元素不重复，可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？
这就是Object.equals方法了。但是，如果每增加一个元素就检查一次，那么当元素很多时，后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。
也就是说，如果集合中现在已经有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
于是，Java采用了哈希表的原理。哈希（Hash）实际上是个人名，由于他提出一哈希算法的概念，所以就以他的名字命名了。
哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。如果详细讲解哈希算法，那需要更多的文章篇幅，我在这里就不介绍了。
初学者可以这样理解，hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址（实际可能并不是）。
这样一来，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。
如果这个位置上没有元素，它就可以直接存储在这个位置上，不用再进行任何比较了；如果这个位置上已经有元素了，
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，几乎只需要一两次。

具体执行顺序可以看我的上一篇博客中的思维导图：执行顺序

根据官方文档的定义，我们可以抽出成以下几个关键点：

1、hashCode的存在主要是用于查找的快捷性，如Hashtable，HashMap等，hashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的；

2、如果两个对象相同，就是适用于equals(Java.lang.Object) 方法，那么这两个对象的hashCode一定要相同；

3、如果对象的equals方法被重写，那么对象的hashCode也尽量重写，并且产生hashCode使用的对象，一定要和equals方法中使用的一致，否则就会违反上面提到的第2点；

4、两个对象的hashCode相同，并不一定表示两个对象就相同，也就是不一定适用于equals(java.lang.Object) 方法，只能够说明这两个对象在散列存储结构中，如Hashtable，他们“存放在同一个篮子里”。

再归纳一下就是hashCode是用于查找使用的，而equals是用于比较两个对象的是否相等的。

1.hashcode是用来查找的，如果你学过数据结构就应该知道，在查找和排序这一章有
例如内存中有这样的位置
0  1  2  3  4  5  6  7  
而我有个类，这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上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这八个位置里挨个去找，或者用二分法一类的算法。
但如果用hashcode那就会使效率提高很多。
我们这个类中有个字段叫ID,那么我们就定义我们的hashcode为ID％8，然后把我们的类存放在取得得余数那个位置。比如我们的ID为9，9除8的余数为1，那么我们就把该类存在1这个位置，如果ID是13，求得的余数是5，那么我们就把该类放在5这个位置。这样，以后在查找该类时就可以通过ID除 8求余数直接找到存放的位置了。

2.但是如果两个类有相同的hashcode怎么办那（我们假设上面的类的ID不是唯一的），例如9除以8和17除以8的余数都是1，那么这是不是合法的，回答是：可以这样。那么如何判断呢？在这个时候就需要定义 equals了。
也就是说，我们先通过 hashcode来判断两个类是否存放某个桶里，但这个桶里可能有很多类，那么我们就需要再通过 equals 来在这个桶里找到我们要的类。
那么。重写了equals()，为什么还要重写hashCode()呢？
想想，你要在一个桶里找东西，你必须先要找到这个桶啊，你不通过重写hashcode()来找到桶，光重写equals()有什么用啊

具体示例：

public class HashTest {
    private int i;

    public int getI() {
        return i;
    }

    public void setI(int i) {
        this.i = i;
    }

    public int hashCode() {
        return i % 10;
    }

    public final static void main(String[] args) {
        HashTest a = new HashTest();
        HashTest b = new HashTest();
        a.setI(1);
        b.setI(1);
        Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
        set.add(a);
        set.add(b);
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
        System.out.println(a.equals(b));
        System.out.println(set);
    }
}

结果：

true
false
[com.ubs.sae.test.HashTest@1, com.ubs.sae.test.HashTest@1]

以上这个示例，我们只是重写了hashCode方法，从上面的结果可以看出，虽然两个对象的hashCode相等，但是实际上两个对象并不是相等；，我们没有重写equals方法，那么就会调用object默认的equals方法，是比较两个对象的引用是不是相同，显示这是两个不同的对象，两个对象的引用肯定是不定的。这里我们将生成的对象放到了HashSet中，而HashSet中只能够存放唯一的对象，也就是相同的（适用于equals方法）的对象只会存放一个，但是这里实际上是两个对象a,b都被放到了HashSet中，这样HashSet就失去了他本身的意义了。
此时我们把equals方法给加上：

public class HashTest {
    private int i;

    public int getI() {
        return i;
    }

    public void setI(int i) {
        this.i = i;
    }

    public boolean equals(Object object) {
        if (object == null) {
            return false;
        }
        if (object == this) {
            return true;
        }
        if (!(object instanceof HashTest)) {
            return false;
        }
        HashTest other = (HashTest) object;
        if (other.getI() == this.getI()) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    public int hashCode() {
        return i % 10;
    }

    public final static void main(String[] args) {
        HashTest a = new HashTest();
        HashTest b = new HashTest();
        a.setI(1);
        b.setI(1);
        Set<HashTest> set = new HashSet<HashTest>();
        set.add(a);
        set.add(b);
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode());
        System.out.println(a.equals(b));
        System.out.println(set);
    }
}

结果

true
true
[com.ubs.sae.test.HashTest@1]

从结果我们可以看出，现在两个对象就完全相等了，HashSet中也只存放了一份对象。