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Java基础面试题06：hashCode()和equals()方法的重要性体现在什么地方？

🕗 发布于 2024-11-30 00:06 java  开发语言  

前言

Java中的hashCode()和equals()方法看似是干同一件事，但它们的使用场景和作用却大有不同。为了让程序更高效、更准确地运行，我们需要对这两者有深入的了解，并掌握它们的重写规则。

hashCode()和equals()的基础知识

什么是hashCode？

hashCode()是用来返回一个哈希值（int类型）的，它的作用是确定对象在散列表（如HashMap或HashSet）中的存储位置。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "aa";
        System.out.println(str.hashCode());  // 输出结果为3104
    }
}
  • 哈希值的作用
    可以把哈希值看成是对象的身份证号，散列表会根据这个“身份证号”快速定位到对象的位置。
  • 定义在哪
    hashCode()方法定义在java.lang.Object类中，这意味着所有类都默认拥有这个方法。

什么是equals？

equals()方法用于比较两个对象是否“相等”。
默认情况下，它和==一样，比较的是对象的内存地址。但是，开发中我们经常需要比较对象的内容，比如两个学生对象的名字是否相等，这时就需要重写equals()方法。

hashCode()和equals()的关系

两条重要结论

  1. 如果两个对象通过equals()方法比较相等，它们的hashCode()值必须相等。
    （也就是说：equals()是绝对可靠的。）
  2. 如果两个对象的hashCode()值相等，它们通过equals()方法比较时不一定相等。
    （这意味着：hashCode()是相对可靠的。）

这两个结论很重要，后面会用它们来解释为什么要同时重写hashCode()和equals()。

为什么要重写equals()？

默认情况下，equals()方法比较的是两个对象的内存地址。如果两个对象的地址不同，即使它们的内容完全一样，equals()也会返回false。

举个例子：

class Person {
    String name;

    Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("Alice");
        Person p2 = new Person("Alice");

        System.out.println(p1.equals(p2));  // false
    }
}

如何重写equals()？

如果我们希望两个name相同的Person对象被认为是相等的，就需要重写equals()方法：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true; // 自反性
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
    Person person = (Person) obj;
    return Objects.equals(name, person.name);
}

重写equals()需要遵守的规则

  • 自反性：x.equals(x)必须返回true。
  • 对称性：如果x.equals(y)为true，那么y.equals(x)也必须为true。
  • 传递性：如果x.equals(y)为true，并且y.equals(z)为true，那么x.equals(z)也必须为true。
  • 一致性：如果两个对象没有变化，多次调用x.equals(y)，结果必须一致。
  • 非空性：x.equals(null)必须返回false。

为什么要重写hashCode()？

当我们重写了equals()，还必须重写hashCode()。
这是因为，如果两个对象被认为是相等的（通过equals()），它们必须有相同的哈希值，否则会影响集合类（如HashSet、HashMap）的正常工作。

举个例子：
假设我们有两个内容相同的Person对象：

Person p1 = new Person("Alice");
Person p2 = new Person("Alice");
  • 如果只重写了equals()：
    • HashSet可能会认为它们是两个不同的对象，导致HashSet中存储了重复数据。
  • 如果同时重写了hashCode()：
    • HashSet会根据相同的哈希值，将它们识别为同一个对象，避免重复存储。

重写hashCode()的方法

在重写hashCode()时，应该确保相等的对象有相同的哈希值。通常，可以通过Objects.hash()方法快速生成哈希值。

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name);
}

总结：hashCode()和equals()的搭配使用

简单记住：

  1. 如果重写了equals()，一定要重写hashCode()。
  2. equals()保证逻辑上的相等，hashCode()保证性能上的高效。

两者的重要性体现在：

  • 在集合类中（如HashSet、HashMap），hashCode()用于快速定位，equals()用于最终确认是否相等。
  • 通过正确重写这两个方法，可以避免重复数据、保证集合操作的准确性。

参考代码示例：综合重写equals()和hashCode()

class Person {
    String name;

    Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        Person person = (Person) obj;
        return Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name);
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("Alice");
        Person p2 = new Person("Alice");

        System.out.println(p1.equals(p2));  // true

        HashSet<Person> set = new HashSet<>();
        set.add(p1);
        set.add(p2);

        System.out.println(set.size());  // 1
    }
}

通过这个示例，可以看到两个name相同的Person对象在HashSet中只存储一次。

掌握了这些，你就能够在面试中清晰地解释hashCode()和equals()的作用及它们之间的关系啦！

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