DIY主題討論20：哈希碼的計算

DIY主題討論20：哈希碼的計算

1）自主選擇一個類，說明它hashCode方法的設計理念和代碼核心邏輯。
2) 舉例說明。

HashCode

hashCode意義
在編寫類的時候，如果覆蓋了Object的equals方法，那麼必須要覆蓋hashCode方法，並且如果兩個對象用equals方法比較返回true，那麼這兩個對象hashCode返回的值也必須是相等的，並且對於同一個對象，equals方法需要比較的屬性值沒有被修改，那麼每次調用hashCode返回的值應該是一致的。

hashCode的主要目的就是爲了提高諸如java.util.HashMap這樣的散列表(hash table)的性能，散列表(hash table)需要保證集合的不重複，每個新加入的元素都要跟已經存在的元素不相等，一個個equals顯然性能很差，所以引入hashCode。

hashCode方法的設計理念

1. 重寫equals()而重寫hashCode()，重寫hashCode()而重寫equals()
2. 將hashCode分爲兩種：單個類的hashCode和容器類(集合數組)的hashCode
3. hashCode設計核心公式：s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]，乘法因子是31
4. hash算法乘法因子需要時素數，且越大越好
5. 乘法因子是31原因：計算機計算31比較快，31 * i = (i << 5) - i ，另一原因對超過5W個英文單詞做測試，在取31情況下,碰撞的次數都不超過7次
6. hash算法設計理念核心是降低衝突率，不同對象的hashCode儘量不要相等

hashCode代碼核心邏輯(舉例——Arrays)

爲什麼重寫HashCode?

在Arrays重寫了long、int、short、char、byte、boolean、float、double、Object，8個基本類型和Object類型的hashCode，在這個類中我想是因爲可以提供每種類型的equals()比較方法而重寫hashCode，如果不重寫equals()，那麼Arrays是個數組對象，Object對象使用內存地址來作爲hashCode，兩個相同值的Arrays對象會應爲內存地址不同而不相等，因此需要重寫equals()方法，進而需要重寫hashCode方法。

HashCode方法邏輯

1. 空Arrays的hashCode爲0，只有一個對象，且對象爲null的hashCode爲0
2. 非空Arrays遍歷每個元素得到hashCode
3. Arrays得出的hashCode與List得出的hashCode是一樣的
4. Arrays.hashCode()會計算一維數組元素的hashCode,如果是多維數組，那麼需要遞歸進行hashCode的計算，使用Arrays.deepHashCode(Object[])方法。
5. 循環內部基本計算公式 result = 31 * result + elementHash;

計算邏輯

• 如果是long值，則elementHash = (int)(f ^ (f >>> 32))
• 如果是int值，則elementHash = int值
• 如果是short值，則elementHash = short值
• 如果是char值，則elementHash = char值
• 如果是byte值，則elementHash = byte值
• 如果是boolean值，則elementHash = element ? 1231 : 1237，附註boolean的hashCode使用1231和1237
• 如果是float值，則elementHash = Float.floatToIntBits(f)
• 如果是double值，則elementHash = (int)(Double.doubleToLongBits(f) ^ (Double.doubleToLongBits(f) >>> 32));
• 如果是Object值，則elementHash = element.hashCode()

long與double都使用了f ^ (f >>> 32))，因爲long與double都是64位，需要轉換爲一個int數字——32位

思考

在jdk源碼中，都有哪些類重寫類hashCode，爲什麼?
equals方法的設計理念和代碼核心邏輯?

參考

https://stackoverflow.com/questions/299304/why-does-javas-hashcode-in-string-use-31-as-a-multiplier
https://m.imooc.com/article/22958
https://blog.csdn.net/qq_21251983/article/details/52164403