Java中的“==”、equals和hashcode的区别与联系

Java中的equals方法和hashCode方法是Object中的方法，所以每个对象都是有这两个方法的，有时候我们需要实现特定需求，可能要重写这两个方法，今天就来介绍一些这两个方法的作用。

一、equals方法的作用

1、默认情况（没有覆盖equals方法）下equals方法都是调用Object类的equals方法，而Object的equals方法主要用于判断对象的内存地址引用是不是同一个地址（是不是同一个对象）。
2 、要是类中覆盖了equals方法，那么就要根据具体的代码来确定equals方法的作用了，覆盖后一般都是通过对象的内容是否相等来判断对象是否相等。

Object类中默认的实现方式是 : return this == obj 。那就是说，只有this 和 obj引用同一个对象，才会返回true。而我们往往需要用equals来判断 2个对象是否等价，而非验证他们的唯一性。这样我们在实现自己的类时，就要重写equals.

按照约定，equals要满足以下规则。

自反性: x.equals(x) 一定是true

对null: x.equals(null) 一定是false

对称性: x.equals(y) 和 y.equals(x)结果一致

传递性: a 和 b equals , b 和 c equals，那么 a 和 c也一定equals。

一致性: 在某个运行时期间，2个对象的状态的改变不会不影响equals的决策结果，那么，在这个运行时期间，无论调用多少次equals，都返回相同的结果。
使用instanceof的写法违反了对称性原则：

if(!(obj instanceof Test))
return false; // avoid 避免！

例如：假设Dog扩展了Aminal类。

dog instanceof Animal      得到true
animal instanceof Dog      得到false

这就会导致

animal.equls(dog) 返回true
dog.equals(animal) 返回false

仅当Test类没有子类的时候，这样做才能保证是正确的。

附：浮点数的比较技巧：

if ( Double.doubleToLongBits(d1) == Double.doubleToLongBits(d2) ) //d1 和 d2 是double类型
if(  Float.floatToIntBits(f1) == Float.floatToIntBits(f2)  )      //f1 和 f2 是d2是float类型

二、HashCode

这个方法返回对象的散列码，返回值是int类型的散列码。

对象的散列码是为了更好的支持基于哈希机制的Java集合类，例如 Hashtable, HashMap, HashSet 等。
按照约定，hashcode要满足以下规则。
第一：在某个运行时期间，只要对象的（字段的）变化不会影响equals方法的决策结果，那么，在这个期间，无论调用多少次hashCode，都必须返回同一个散列码。

第二：通过equals调用返回true 的2个对象的hashCode一定一样。

第三：通过equasl返回false 的2个对象的散列码不需要不同，也就是他们的hashCode方法的返回值允许出现相同的情况。

总结一句话：等价的(调用equals返回true)对象必须产生相同的散列码。不等价的对象，不要求产生的散列码不相同。

合乎情理的是：同一个类中的不同对象返回不同的散列码。典型的方式就是根据对象的地址来转换为此对象的散列码（未被复写的object对象的原生hashcode也的确如此），但是这种方式对于Java来说并不是唯一的要求的的实现方式。通常也不是最好的实现方式。

hashCode编写指导

在编写hashCode时，你需要考虑的是，最终的hash是个int值，而不能溢出。不同的对象的hash码应该尽量不同，避免hash冲突。

那么如果做到呢？下面是解决方案。

1、定义一个int类型的变量 hash,初始化为 7。

接下来让你认为重要的字段（equals中衡量相等的字段）参入散列运，算每一个重要字段都会产生一个hash分量，为最终的hash值做出贡献（影响）
运算方法参考表

重要字段var的类型	他生成的hash分量
byte, char, short ， int	(int)var
long	(int)(var ^ (var >>> 32))
boolean	var?1:0
float	Float.floatToIntBits(var)
double	long bits = Double.doubleToLongBits(var); 分量 = (int)(bits ^ (bits >>> 32));
引用类型	(null == var ? 0 : var.hashCode())

三、==/equals/hashcode三者的区别

默认情况下：

==默认比较对象在JVM中的地址。
　　hashCode 默认返回对象在JVM中的存储地址。
　　equal比较对象，默认也是比较对象在JVM中的地址，同==

内置基本类型（String，Integer，Double）覆写了equals函数，首先比较地址，如果是同一个对象的引用，可知对象相等，返回true。若果不是同一个对象，equals方法挨个比较两个字符串对象内的字符，只有完全相等才返回true，否则返回false。
内置基本类型覆写了hashcode函数，使用其内容作为关键因子计算Hashcode，因此与equal保持一致。
内置基本类型中”==“号比较的是其JVM地址，所以只有同一个对象的引用才返回true。

四、Hashset、Hashmap、Hashtable与hashcode()和equals()的密切关系

Hashset

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、Hashmap、Hashtable中的存储操作是根据什么原理来存取对象的呢？

下面以HashSet为例进行分析，我们都知道：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？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（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。）

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（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。

重写equals()和hashcode()小结：

　 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。在向HashSet集合中添加元素时，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，且这是非常有必要的。比如可以这样写：

public int hashCode(){
return 1; //等价于hashcode无效
}

HashMap：

HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。首先，HashMap类的属性中定义了Entry类型的数组。Entry类实现java.ultil.Map.Entry接口，同时每一对key和value是作为Entry类的属性被包装在Entry的类中。

如图所示，HashMap的数据结构：



HashMap的部分源码如下：

/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/

transient Entry[] table;

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
final int hash;
……
}

可以看出，HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。table数组的元素是Entry类型的。每个
Entry元素其实就是一个key-value对，并且它持有一个指向下一个 Entry元素的引用，这就说明table数组的每个Entry元素同时也作为某个Entry链表的首节点，指向了该链表的下一个Entry元素，这就是所谓的“链表散列”数据结构，即数组和链表的结合体。

HashMap的存取实现：

1) 添加元素：

当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的重新计算元素的hashCode，根据hashCode得到这个元素在table数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。

HashMap的部分源码如下：

public V put(K key, V value) {
// HashMap允许存放null键和null值。
// 当key为null时，调用putForNullKey方法，将value放置在数组第一个位置。
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 根据key的keyCode重新计算hash值。
int hash = hash(key.hashCode());
// 搜索指定hash值在对应table中的索引。
int i = indexFor(hash, table.length);
// 如果 i 索引处的 Entry 不为 null，通过循环不断遍历 e 元素的下一个元素。
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
// 如果发现 i 索引处的链表的某个Entry的hash和新Entry的hash相等且两者的key相同，则新Entry覆盖旧Entry，返回。
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// 如果i索引处的Entry为null，表明此处还没有Entry。
modCount++;
// 将key、value添加到i索引处。
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}

2) 读取元素：

有了上面存储时的hash算法作为基础，理解起来这段代码就很容易了。从上面的源代码中可以看出：从HashMap中get元素时，首先计算key的hashCode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。

HashMap的部分源码如下：

public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}

3) 归纳起来简单地说，HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Entry 对象时，会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。