重写equal 的同时为什么必须重写hashcode？

原文: http://blog.chinaunix.net/uid-11898547-id-3843433.html
讲得通俗易懂, 感谢原文作者分享, 本人仅整理一下排版.

hashCode是编译器为不同对象产生的不同整数，根据equal方法的定义：如果两个对象是相等（equal）的，那么两个对象调用 hashCode必须产生相同的整数结果，即：equal为true，hashCode必须为true，equal为false，hashCode也必须为false，所以必须重写hashCode来保证与equal同步。

class Student {
int num;
    String name;

    Student(int num, String name) {
this.num = num;
this.name = name;
    }

public int hashCode() {
return num * name.hashCode();
    }

public boolean equals(Object o) {
        Student s = (Student) o;
return num == s.num && name.equals(s.name);
    }

public String toString() {
return num + ":" + name;
    }
}

在java的集合中，判断两个对象是否相等的规则是：
1. 判断两个对象的hashCode是否相等
如果不相等，认为两个对象也不相等，完毕
如果相等，转入2
2. 判断两个对象用equals运算是否相等
如果不相等，认为两个对象也不相等
如果相等，认为两个对象相等

=====================================

1. 为什么要重载equal方法？

答案：因为Object的equal方法默认是两个对象的引用的比较，意思就是指向同一内存,地址则相等，否则不相等；如果你现在需要利用对象里面的值来判断是否相等，则重载equal方法。

2. 为什么重载hashCode方法？

答案：一般的地方不需要重载hashCode，只有当类需要放在HashTable、HashMap、HashSet等等hash结构的集合时才会重载hashCode，那么为什么要重载hashCode呢？就HashMap来说，好比HashMap就是一个大内存块，里面有很多小内存块，小内存块里面是一系列的对象，可以利用hashCode来查找小内存块hashCode%size(小内存块数量)，所以当equal相等时，hashCode必须相等，而且如果是object对象，必须重载hashCode和equal方法。

3. 为什么equals()相等，hashCode就一定要相等，而hashCode相等，却不要求equals相等?

答案：
1. 因为是按照hashCode来访问小内存块，所以hashCode必须相等。
2. HashMap获取一个对象是比较key的hashCode相等和equal为true。
之所以hashCode相等，却可以equal不等，就比如ObjectA和ObjectB他们都有属性name，那么hashCode都以name计算，所以hashCode一样，但是两个对象属于不同类型，所以equal为false。

4. 为什么需要hashCode?

通过hashCode可以很快的查到小内存块。

通过hashCode比较比equal方法快，当get时先比较hashCode，如果hashCode不同，直接返回false。

以下是一个具体类的实例代码：

public class Person {

private String name;
private int age;

@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
    }

@Override
public boolean equals(Object obj) {
if ( this == obj ) return true;
if ( obj == null ) return false;
if ( getClass() != obj.getClass() ) return false;
        Person other = (Person) obj;
if ( age != other.age ) return false;
if ( name == null ) {
if ( other.name != null ) return false;
        } else if ( !name.equals(other.name) ) return false;
return true;
    }
}

首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的。
equals()方法在object类中定义如下：
```
public boolean equals(Object obj) { 
return (this == obj); //==永远是比较两个对象的地址值
}
```
很明显是对两个对象的地址值进行的比较（即比较引用是否相同）。但是我们必需清楚，当String 、Math、还有Integer、Double。。。。等这些封装类在使用equals()方法时，已经覆盖了object类的equals（）方法。比如在String类中如下：
```
public boolean equals(Object anObject) {
if ( this == anObject ) { return true; }
if ( anObject instanceof String ) {
        String anotherString = (String) anObject;
int n = count;
if ( n == anotherString.count ) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = offset;
int j = anotherString.offset;
while ( n-- != 0 ) {
if ( v1[i++] != v2[j++] ) return false;
            }
return true;
        }
    }
return false;
}
```
很明显，这是进行的内容比较，而已经不再是地址的比较。依次类推Double、Integer、Math。。。。等等这些类都是重写了equals()方法的，从而进行的是内容的比较。当然了基本类型是进行值的比较，这个没有什么好说的。
我们还应该注意，Java语言对equals()的要求如下，这些要求是必须遵循的：
- 对称性：如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
- 反射性：x.equals(x)必须返回是“true”。
- 类推性：如果x.equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那么z.equals(x)也应该返回是“true”。
- 还有一致性：如果x.equals(y)返回是“true”，只要x和y内容一直不变，不管你重复x.equals(y)多少次，返回都是“true”。
- 任何情况下，x.equals(null)，永远返回是“false”；x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”。
  以上这五点是重写equals()方法时，必须遵守的准则，如果违反会出现意想不到的结果，请大家一定要遵守。
其次是hashcode() 方法，在object类中定义如下：
```
public native int hashCode(); <完>
```
native修饰说明是一个本地方法，它的实现是根据本地机器相关的。当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法，比如String、Integer、 Double。。。。等等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。例如在String类中定义的hashcode()方法如下：
```
public int hashCode() {
int h = hash;
if ( h == 0 ) {
int off = offset;
char val[] = value;
int len = count;

for ( int i = 0; i < len; i++ ) {
            h = 31 * h + val[off++];
        }
        hash = h;
    }
return h;
}
```
解释一下这个程序（String的API中写到）：
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]
使用 int 算法，这里 s[i] 是字符串的第 i 个字符，n 是字符串的长度，^ 表示求幂。（空字符串的哈希码为 0。）

首先，想要明白hashCode的作用，你必须要先知道Java中的集合。　　
总的来说，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。
所以，Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：
1. 如果两个对象相同，那么它们的hashCode值一定要相同。
2. 如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同,上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。你当然可以不按要求去做了，但你会发现，相同的对象可以出现在Set集合中。同时，增加新元素的效率会大大下降。
3. 这里我们首先要明白一个问题：
equals()相等的两个对象，hashcode()一定相等；
equals()不相等的两个对象，却并不能证明他们的hashcode()不相等。换句话说，equals()方法不相等的两个对象，hashcode()有可能相等。（我的理解是由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的）。
反过来：hashcode()不等，一定能推出equals()也不等；hashcode()相等，equals()可能相等，也可能不等。解释下第3点的使用范围，我的理解是在object、String等类中都能使用。在object类中，hashcode()方法是本地方法，返回的是对象的地址值，而 object类中的equals()方法比较的也是两个对象的地址值，如果equals()相等，说明两个对象地址值也相等，当然hashcode()也就相等了；在String类中，equals()返回的是两个对象内容的比较，当两个对象内容相等时，
Hashcode()方法根据 String类的重写（第2点里面已经分析了）代码的分析，也可知道hashcode()返回结果也会相等。以此类推，可以知道Integer、 Double等封装类中经过重写的equals()和hashcode()方法也同样适合于这个原则。当然没有经过重写的类，在继承了object类的 equals()和hashcode()方法后，也会遵守这个原则。
4. 谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用，具体是怎样呢，请看如下分析：
Hashset是继承Set接口，Set接口又实现Collection接口，这是层次关系。那么hashset是根据什么原理来存取对象的呢？
在hashset中不允许出现重复对象，元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢？这就是问题的关键所在，经过一下午的查询求证终于获得了一点启示，和大家分享一下，在java的集合中，判断两个对象是否相等的规则是：

判断两个对象的hashCode是否相等
如果不相等，认为两个对象也不相等，完毕
如果相等，转入2)
（这一点只是为了提高存储效率而要求的，其实理论上没有也可以，但如果没有，实际使用时效率会大大降低，所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。）
判断两个对象用equals运算是否相等
如果不相等，认为两个对象也不相等
如果相等，认为两个对象相等（equals()是判断两个对象是否相等的关键）
为什么是两条准则，难道用第一条不行吗？不行，因为前面已经说了，hashcode()相等时，equals()方法也可能不等，所以必须用第2条准则进行限制，才能保证加入的为非重复元素。
比如下面的代码：

public static void main(String args[]){ 
String s1=new String("zhaoxudong"); 
String s2=new String("zhaoxudong"); 
System.out.println(s1==s2);//false 
System.out.println(s1.equals(s2));//true 
System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode() 
System.out.println(s2.hashCode()); 
Set hashset=new HashSet(); 
hashset.add(s1); 
hashset.add(s2);

实质上在添加s1,s2时，运用上面说到的两点准则，可以知道hashset认为s1和s2是相等的，是在添加重复元素，所以让s2覆盖了s1;

Iterator it=hashset.iterator(); 
while(it.hasNext()) { 
    System.out.println(it.next()); 
}

最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。
输出结果为：

false
true
-967303459
-967303459

这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法，所以在根据上面的第1.2条原则判定时，hashset认为它们是相等的对象，进行了重复添加。
但是看下面的程序：

import java.util.*;

public class HashSetTest {

public static void main(String[] args) {
        HashSet hs = new HashSet();
        hs.add(new Student(1, "zhangsan"));
        hs.add(new Student(2, "lisi"));
        hs.add(new Student(3, "wangwu"));
        hs.add(new Student(1, "zhangsan"));

        Iterator it = hs.iterator();
while ( it.hasNext() ) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

class Student {

int num;
    String name;

    Student(int num, String name) {
this.num = num;
this.name = name;
    }

public String toString() {
return num + ":" + name;
    }
}

输出结果为：

1:zhangsan
1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi

问题出现了，为什么hashset添加了相等的元素呢，这是不是和hashset的原则违背了呢？回答是：没有.因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,”zhangsan”)对象进行比较时，生成的是不同的哈希码值，所以hashset把他当作不同的对象对待了，当然此时的 equals()方法返回的值也不等（这个不用解释了吧）。那么为什么会生成不同的哈希码值呢？上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗？原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法，所以在比较时，是继承的object类中的 hashcode()方法，呵呵，各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧！！
它是一个本地方法，比较的是对象的地址（引用地址），使用new方法创建对象，两次生成的当然是不同的对象了（这个大家都能理解吧。。。），造成的结果就是两个对象的 hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则，hashset会把它们当作不同的对象对待，自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢？？
答案是：在Student类中重新hashcode()和equals()方法。
例如：

class Student {

int num;
    String name;

    Student(int num, String name) {
this.num = num;
this.name = name;
    }

public int hashCode() {
return num * name.hashCode();
    }

public boolean equals(Object o) {
        Student s = (Student) o;
return num == s.num && name.equals(s.name);
    }

public String toString() {
return num + ":" + name;
    }
}

根据重写的方法，即便两次调用了new Student(1,"zhangsan")，我们在获得对象的哈希码时，根据重写的方法hashcode()，获得的哈希码肯定是一样的（这一点应该没有疑问吧）。
当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。所以运行修改后的程序时，我们会发现运行结果是：

1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi

可以看到重复元素的问题已经消除。

关于在hibernate的pojo类中，重写equals()和hashcode()的问题：
1. 重点是equals，重写hashCode只是技术要求（为了提高效率）
2. 为什么要重写equals呢，因为在java的集合框架中，是通过equals来判断两个对象是否相等的
3. 在hibernate中，经常使用set集合来保存相关对象，而set集合是不允许重复的。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则，前面说了两条，其实只要重写equals()这一条也可以。
但当hashset中元素比较多时，或者是重写的equals()方法比较复杂时，我们只用equals()方法进行比较判断，效率也会非常低，所以引入了 hashcode()这个方法，只是为了提高效率，但是我觉得这是非常有必要的（所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断）。
比如可以这样写(等价于hashcode无效)：

public int hashCode() { 
return 1;
}

这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断，因为每个对象返回的哈希码都是数字1，每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复，这当然会引起效率的大大降低。
我有一个问题，如果像前面提到的在hashset中判断元素是否重复的必要方法是equals()方法（根据网上找到的观点），但是这里并没有涉及到关于哈希表的问题，可是这个集合却叫hashset，这是为什么？？
我想，在hashmap,hashtable中的存储操作，依然遵守上面的准则。

秒客网

重写equal 的同时为什么必须重写hashcode？

1. 为什么要重载equal方法？

2. 为什么重载hashCode方法？

3. 为什么equals()相等，hashCode就一定要相等，而hashCode相等，却不要求equals相等?

4. 为什么需要hashCode?

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