Java中hashCode与equals方法的约定及重写原则

Java中Set的contains()方法 —— hashCode与equals方法的约定及重写原则

翻译人员: 铁锚
翻译时间: 2013年11月5日
原文链接: Java hashCode() and equals() Contract for the contains(Object o) Method of Set

本文主要讨论 集合Set 中存储对象的 hashCode 与 equals 方法应遵循的约束关系.

新手对Set中contains()方法的疑惑

import java.util.HashSet; 
class Dog{
String color;
 
public Dog(String s){
color = s;
}
}
 
public class SetAndHashCode {
public static void main(String[] args) {
HashSet dogSet = new HashSet();
dogSet.add(new Dog("white"));
dogSet.add(new Dog("white"));
 
System.out.println("We have " + dogSet.size() + " white dogs!");
 
if(dogSet.contains(new Dog("white"))){
System.out.println("We have a white dog!");
}else{
System.out.println("No white dog!");
}
}
}

上述代码的输出为:

We have 2 white dogs!No white dog!

程序中添加了两只白色的小狗到集合dogSet中. 且 size()方法显示有2只白色的小狗.但为什么用 contains()方法来判断时却提示没有白色的小狗呢?

Set的contains(Object o) 方法详解
Java的API文档指出: 当且仅当 本set包含一个元素 e，并且满足(o==null ? e==null : o.equals(e))条件时,contains()方法才返回true. 因此 contains()方法 必定使用equals方法来检查是否相等.
需要注意的是: set 中是可以包含 null值的(常见的集合类都可以包含null值). 所以如果添加了null,然后判断是否包含null,将会返回true,代码如下所示:

HashSet a = new HashSet();a.add(null);if(a.contains(null)){System.out.println("true");}

Java的根类Object定义了  public boolean equals(Object obj) 方法.因此所有的对象,包括数组(array,[]),都实现了此方法。
在自定义类里,如果没有明确地重写(override)此方法,那么就会使用Object类的默认实现.即只有两个对象(引用)指向同一块内存地址(即同一个实际对象, x==y为true)时,才会返回true。
如果把Dog类修改为如下代码,能实现我们的目标吗?

class Dog{String color; public Dog(String s){color = s;} //重写equals方法, 最佳实践就是如下这种判断顺序:public boolean equals(Object obj) {if (!(obj instanceof Dog))return false;if (obj == this)return true;return this.color == ((Dog) obj).color;} }

英文答案是: no.

问题的关键在于 Java中hashCode与equals方法的紧密联系. hashCode() 是Object类定义的另一个基础方法.

equals()与hashCode()方法之间的设计实现原则为:
如果两个对象相等(使用equals()方法),那么必须拥有相同的哈希码(使用hashCode()方法).
即使两个对象有相同的哈希值(hash code),他们不一定相等.意思就是: 多个不同的对象,可以返回同一个hash值.

hashCode()的默认实现是为不同的对象返回不同的整数.有一个设计原则是,hashCode对于同一个对象,不管内部怎么改变,应该都返回相同的整数值.
在上面的例子中,因为未定义自己的hashCode()实现,因此默认实现对两个对象返回两个不同的整数,这种情况破坏了约定原则。

解决办法

class Dog{String color; public Dog(String s){color = s;} //重写equals方法, 最佳实践就是如下这种判断顺序:public boolean equals(Object obj) {if (!(obj instanceof Dog))return false;if (obj == this)return true;return this.color == ((Dog) obj).color;} public int hashCode(){return color.length();//简单原则}}

但是上面的hashCode实现,要求Dog的color是不变的.否则会出现如下的这种困惑:

import java.util.HashSet;import java.util.Set;public class TestContains {public static final class Person{private String name = "";public Person(String n) {setName(n);}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = (name==null)? "" : name;}@Overridepublic int hashCode() {// 请考虑是否值得这么做,因为此时name是会变的.return name.length();// 推荐让name不可改变}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(!(obj instanceof Person)){return false;}if(obj == this){return true;}return this.name.equals(((Person)obj).name);}};public static void main(String[] args) {Set persOns= new HashSet();//Person person = new Person("tiemao");persons.add(person);// 修改name, 则依赖hash的集合可能失去作用person.setName("ren");// 同一个对象,居然是false,原因是我们重写了hashCode,打破了hashCode不变的基本约定boolean has = persons.contains(person);int size = persons.size();System.out.println("has="+has);// has=false.System.out.println("size="+size);// size=1}}

参考文章: 
http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/Object.html

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