为什么覆写equals的时候一定要覆写hashCode?

 

    经常在论坛上面看到覆写hashCode函数的问题，很多情况下是一些开发者不了解hash code，或者和equals一起用的时候不太清楚为啥一定要覆写hashCode。

 

    对于hash code的理论我不想多说，这个话题太大。那些“对称性”，“传递性”的规则网上有无数的文章来描述。我只想说用hash code的原因只有一个：效率。理论的说法它的复杂度只有O(1)。试想我们把元素放在线性表里面，每次要找一个元素必须从头一个一个的找它的复杂度有O(n)。如果放在平衡二叉树，复杂度也有O(log n)。

 

   为啥很多地方说“覆写equals的时候一定要覆写hashCode”。说到这里我知道很多人知道有个原则：如果a.equals(b)那么要确保a.hashCode()==b.hashCode()。为什么？hashCode和我写的程序的业务逻辑毫无关系，为啥我要override? 要我说如果你的class永远不可能放在hash code为基础的容器内，不必劳神，您真的不必override hashCode() :)

 

    说得准确一点放在HashMap和Hashtable里面如果是作为value而不是作为key的话也是不必override hashCode了。至于HashSet，实际上它只是忽略value的HashMap,每次HashSet.add(o)其实就是HashMap.put(o, dummyObject)。

 

    那为什么放到Hash容器里面要overide hashCode呢？因为每次get的时候HashMap既要看equals是不是true也要看hash code是不是一致，put的时候也是要看equals和hash code。

 

    如果说到这里您还是不太明白，咱就举个例子：

    譬如把一个自己定义的class Foo{...}作为key放到HashMap。实际上HashMap也是把数据存在一个数组里面，所以在put函数里面，HashMap会调Foo.hashCode()算出作为这个元素在数组里面的下标，然后把key和value封装成一个对象放到数组。等一下，万一2个对象算出来的hash code一样怎么办？会不会冲掉？先回答第2个问题，会不会冲掉就要看Foo.equals()了，如果equals()也是true那就要冲掉了。万一是false,就是所谓的collision了。当2个元素hashCode一样但是equals为false的时候，那个HashMap里面的数组的这个元素就变成了链表。也就是hash code一样的元素在一个链表里面，链表的头在那个数组里面。

回过来说get的时候，HashMap也先调key.hashCode()算出数组下标，然后看equals如果是true就是找到了，所以就涉及了equals。

 

    假设如果有个key为a的元素在HashMap里面的情况：

    1：如果这时候用equals为true但是hashCode不等的b作为get参数的话，这个时候b算出来的数组下标一定不是a所在的下标位置。

    2：如果这时候用equals为false但是hashCode相等的b作为get参数的话，这个时候b算出来的数组下标是对了，但是用equals来寻找相符的key就找不到a了。

    以上2种情况要么就是get找不到符合的元素返回null，要么就是返回一个hashCode和equals恰好都符合b的另外的元素，这就产生了混乱。混乱的根本就是错误实现hashCode和equals。

 

  下面有个非常简化版的HashMap实现帮助大家理解，您甚至可以把它当作伪代码来看。（这个实现只是为了模拟HashMap的机制，所以参数检查，访问修饰符都忽略。在java.util.HashMap里面的对hash值的二次hash，根据数组长度计算index，以及超出数组时的resize都忽略）

 

/* * Just to demonstrate hash map mechanism, * Please do not use it in your commercial product. * * Argument checking and modifier are ignored. * In java.util.HashMap, array are used instead of ArrayList, so index of array is calculated by 'h & (length-1)', * while we use ArrayList to skip the calculation for simple. * * @author Shengyuan Lu * <[e-mail]> */public class SimpleHashMap {ArrayList<LinkedList<Entry>> entries = new ArrayList<LinkedList<Entry>>(); /** * Each key-value is encapsulated by Entry. */static class Entry {Object key;Object value;public Entry(Object key, Object value) {this.key = key;this.value = value;}}void put(Object key, Object value) {LinkedList<Entry> e = entries.get(key.hashCode());if (e != null) {for (Entry entry : e) {if (entry.key.equals(key)) {entry.value = value;// Match in lined listreturn;}}e.addFirst(new Entry(key, value));// Add the entry to the list} else {// Put the new entry in arrayLinkedList<Entry> newEntry = new LinkedList<Entry>();newEntry.add(new Entry(key, value));entries.add(key.hashCode(), newEntry);}}Object get(Object key) {LinkedList<Entry> e = entries.get(key.hashCode());if (e != null) {for (Entry entry : e) {if (entry.key.equals(key)) {return entry.value;}}}return null;}/** * Do we need to override equals() and hashCode() for SimpleHashMap itself? * I don't know either:) */}

这个问题的权威阐释可以参考Bloch的<Effective Java>的 Item 9: Always override hashCode when you override equals

 

推荐下篇采访：采访Java Collection的作者Joshua Bloch