哈希表這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)想必大多數(shù)人都不陌生，而且在很多地方都會利用到hash表來提高查找效率。在Java的Object類中有一個方法:

1	public?native?int?hashCode();

　　根據(jù)這個方法的聲明可知，該方法返回一個int類型的數(shù)值，并且是本地方法，因此在Object類中并沒有給出具體的實現(xiàn)。

　　為何Object類需要這樣一個方法？它有什么作用呢？今天我們就來具體探討一下hashCode方法。

一.hashCode方法的作用

　　對于包含容器類型的程序設(shè)計語言來說，基本上都會涉及到hashCode。在Java中也一樣，hashCode方法的主要作用是為了配合基于散列的集合一起正常運行，這樣的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。

　　為什么這么說呢？考慮一種情況，當(dāng)向集合中插入對象時，如何判別在集合中是否已經(jīng)存在該對象了？（注意：集合中不允許重復(fù)的元素存在）

　　也許大多數(shù)人都會想到調(diào)用equals方法來逐個進行比較，這個方法確實可行。但是如果集合中已經(jīng)存在一萬條數(shù)據(jù)或者更多的數(shù)據(jù)，如果采用equals方法去逐一比較，效率必然是一個問題。此時hashCode方法的作用就體現(xiàn)出來了，當(dāng)集合要添加新的對象時，先調(diào)用這個對象的hashCode方法，得到對應(yīng)的hashcode值，實際上在HashMap的具體實現(xiàn)中會用一個table保存已經(jīng)存進去的對象的hashcode值，如果table中沒有該hashcode值，它就可以直接存進去，不用再進行任何比較了；如果存在該hashcode值， 就調(diào)用它的equals方法與新元素進行比較，相同的話就不存了，不相同就散列其它的地址，所以這里存在一個沖突解決的問題，這樣一來實際調(diào)用equals方法的次數(shù)就大大降低了，說通俗一點：Java中的hashCode方法就是根據(jù)一定的規(guī)則將與對象相關(guān)的信息（比如對象的存儲地址，對象的字段等）映射成一個數(shù)值，這個數(shù)值稱作為散列值。下面這段代碼是java.util.HashMap的中put方法的具體實現(xiàn)：

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public?V put(K key, V value) { ????????if?(key ==?null) ????????????return?putForNullKey(value); ????????int?hash = hash(key.hashCode()); ????????int?i = indexFor(hash, table.length); ????????for?(Entry<K,V> e = table[i]; e !=?null; e = e.next) { ????????????Object k; ????????????if?(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { ????????????????V oldValue = e.value; ????????????????e.value = value; ????????????????e.recordAccess(this); ????????????????return?oldValue; ????????????} ????????} ????????modCount++; ????????addEntry(hash, key, value, i); ????????return?null; ????}

　　put方法是用來向HashMap中添加新的元素，從put方法的具體實現(xiàn)可知，會先調(diào)用hashCode方法得到該元素的hashCode值，然后查看table中是否存在該hashCode值，如果存在則調(diào)用equals方法重新確定是否存在該元素，如果存在，則更新value值，否則將新的元素添加到HashMap中。從這里可以看出，hashCode方法的存在是為了減少equals方法的調(diào)用次數(shù)，從而提高程序效率。

　　如果對于hash表這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的朋友不清楚，可以參考這幾篇博文;

　　http://www.cnblogs.com/jiewei915/archive/2010/08/09/1796042.html

　　http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2012/09/28/2700000.html

　　http://www.java3z.com/cwbwebhome/article/article8/83560.html?id=4649

　　有些朋友誤以為默認情況下，hashCode返回的就是對象的存儲地址，事實上這種看法是不全面的，確實有些JVM在實現(xiàn)時是直接返回對象的存儲地址，但是大多時候并不是這樣，只能說可能存儲地址有一定關(guān)聯(lián)。下面是HotSpot JVM中生成hash散列值的實現(xiàn)：

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static?inline?intptr_t?get_next_hash(Thread * Self, oop obj) { ??intptr_t?value = 0 ; ??if?(hashCode == 0) { ?????// This form uses an unguarded global Park-Miller RNG, ?????// so it's possible for two threads to race and generate the same RNG. ?????// On MP system we'll have lots of RW access to a global, so the ?????// mechanism induces lots of coherency traffic. ?????value = os::random() ; ??}?else ??if?(hashCode == 1) { ?????// This variation has the property of being stable (idempotent) ?????// between STW operations.? This can be useful in some of the 1-0 ?????// synchronization schemes. ?????intptr_t?addrBits =?intptr_t(obj) >> 3 ; ?????value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ; ??}?else ??if?(hashCode == 2) { ?????value = 1 ;????????????// for sensitivity testing ??}?else ??if?(hashCode == 3) { ?????value = ++GVars.hcSequence ; ??}?else ??if?(hashCode == 4) { ?????value =?intptr_t(obj) ; ??}?else?{ ?????// Marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state ?????// This is probably the best overall implementation -- we'll ?????// likely make this the default in future releases. ?????unsigned t = Self->_hashStateX ; ?????t ^= (t << 11) ; ?????Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ; ?????Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ; ?????Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ; ?????unsigned v = Self->_hashStateW ; ?????v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ; ?????Self->_hashStateW = v ; ?????value = v ; ??} ??value &= markOopDesc::hash_mask; ??if?(value == 0) value = 0xBAD ; ??assert?(value != markOopDesc::no_hash,?"invariant") ; ??TEVENT (hashCode: GENERATE) ; ??return?value; }

　　該實現(xiàn)位于hotspot/src/share/vm/runtime/synchronizer.cpp文件下。

　　因此有人會說，可以直接根據(jù)hashcode值判斷兩個對象是否相等嗎？肯定是不可以的，因為不同的對象可能會生成相同的hashcode值。雖然不能根據(jù)hashcode值判斷兩個對象是否相等，但是可以直接根據(jù)hashcode值判斷兩個對象不等，如果兩個對象的hashcode值不等，則必定是兩個不同的對象。如果要判斷兩個對象是否真正相等，必須通過equals方法。

　　也就是說對于兩個對象，如果調(diào)用equals方法得到的結(jié)果為true，則兩個對象的hashcode值必定相等；

　　如果equals方法得到的結(jié)果為false，則兩個對象的hashcode值不一定不同；

　　如果兩個對象的hashcode值不等，則equals方法得到的結(jié)果必定為false；

　　如果兩個對象的hashcode值相等，則equals方法得到的結(jié)果未知。

二.equals方法和hashCode方法

　　在有些情況下，程序設(shè)計者在設(shè)計一個類的時候為需要重寫equals方法，比如String類，但是千萬要注意，在重寫equals方法的同時，必須重寫hashCode方法。為什么這么說呢？

　　下面看一個例子：

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package?com.cxh.test1; import?java.util.HashMap; import?java.util.HashSet; import?java.util.Set; class?People{ ????private?String name; ????private?int?age; ????? ????public?People(String name,int?age) { ????????this.name = name; ????????this.age = age; ????}?? ????? ????public?void?setAge(int?age){ ????????this.age = age; ????} ????????? ????@Override ????public?boolean?equals(Object obj) { ????????// TODO Auto-generated method stub ????????return?this.name.equals(((People)obj).name) &&?this.age== ((People)obj).age; ????} } public?class?Main { ????public?static?void?main(String[] args) { ????????? ????????People p1 =?new?People("Jack",?12); ????????System.out.println(p1.hashCode()); ????????????? ????????HashMap<People, Integer> hashMap =?new?HashMap<People, Integer>(); ????????hashMap.put(p1,?1); ????????? ????????System.out.println(hashMap.get(new?People("Jack",?12))); ????} }

　　在這里我只重寫了equals方法，也就說如果兩個People對象，如果它的姓名和年齡相等，則認為是同一個人。

　　這段代碼本來的意愿是想這段代碼輸出結(jié)果為“1”，但是事實上它輸出的是“null”。為什么呢？原因就在于重寫equals方法的同時忘記重寫hashCode方法。

　　雖然通過重寫equals方法使得邏輯上姓名和年齡相同的兩個對象被判定為相等的對象（跟String類類似），但是要知道默認情況下，hashCode方法是將對象的存儲地址進行映射。那么上述代碼的輸出結(jié)果為“null”就不足為奇了。原因很簡單，p1指向的對象和

　　System.out.println(hashMap.get(new People("Jack", 12)));這句中的new People("Jack", 12)生成的是兩個對象，它們的存儲地址肯定不同。下面是HashMap的get方法的具體實現(xiàn)：

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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; ????}

　　所以在hashmap進行g(shù)et操作時，因為得到的hashcdoe值不同（注意，上述代碼也許在某些情況下會得到相同的hashcode值，不過這種概率比較小，因為雖然兩個對象的存儲地址不同也有可能得到相同的hashcode值），所以導(dǎo)致在get方法中for循環(huán)不會執(zhí)行，直接返回null。

　　因此如果想上述代碼輸出結(jié)果為“1”，很簡單，只需要重寫hashCode方法，讓equals方法和hashCode方法始終在邏輯上保持一致性。

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package?com.cxh.test1; import?java.util.HashMap; import?java.util.HashSet; import?java.util.Set; class?People{ ????private?String name; ????private?int?age; ????? ????public?People(String name,int?age) { ????????this.name = name; ????????this.age = age; ????}?? ????? ????public?void?setAge(int?age){ ????????this.age = age; ????} ????? ????@Override ????public?int?hashCode() { ????????// TODO Auto-generated method stub ????????return?name.hashCode()*37+age; ????} ????? ????@Override ????public?boolean?equals(Object obj) { ????????// TODO Auto-generated method stub ????????return?this.name.equals(((People)obj).name) &&?this.age== ((People)obj).age; ????} } public?class?Main { ????public?static?void?main(String[] args) { ????????? ????????People p1 =?new?People("Jack",?12); ????????System.out.println(p1.hashCode()); ????????????? ????????HashMap<People, Integer> hashMap =?new?HashMap<People, Integer>(); ????????hashMap.put(p1,?1); ????????? ????????System.out.println(hashMap.get(new?People("Jack",?12))); ????} }

　　這樣一來的話，輸出結(jié)果就為“1”了。

　　下面這段話摘自Effective Java一書：

• 在程序執(zhí)行期間，只要equals方法的比較操作用到的信息沒有被修改，那么對這同一個對象調(diào)用多次，hashCode方法必須始終如一地返回同一個整數(shù)。
• 如果兩個對象根據(jù)equals方法比較是相等的，那么調(diào)用兩個對象的hashCode方法必須返回相同的整數(shù)結(jié)果。
• 如果兩個對象根據(jù)equals方法比較是不等的，則hashCode方法不一定得返回不同的整數(shù)。

　　對于第二條和第三條很好理解，但是第一條，很多時候就會忽略。在《Java編程思想》一書中的P495頁也有同第一條類似的一段話：

　　“設(shè)計hashCode()時最重要的因素就是：無論何時，對同一個對象調(diào)用hashCode()都應(yīng)該產(chǎn)生同樣的值。如果在講一個對象用put()添加進HashMap時產(chǎn)生一個hashCdoe值，而用get()取出時卻產(chǎn)生了另一個hashCode值，那么就無法獲取該對象了。所以如果你的hashCode方法依賴于對象中易變的數(shù)據(jù)，用戶就要當(dāng)心了，因為此數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，hashCode()方法就會生成一個不同的散列碼”。

　　下面舉個例子：

　　

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package?com.cxh.test1; import?java.util.HashMap; import?java.util.HashSet; import?java.util.Set; class?People{ ????private?String name; ????private?int?age; ????? ????public?People(String name,int?age) { ????????this.name = name; ????????this.age = age; ????}?? ????? ????public?void?setAge(int?age){ ????????this.age = age; ????} ????? ????@Override ????public?int?hashCode() { ????????// TODO Auto-generated method stub ????????return?name.hashCode()*37+age; ????} ????? ????@Override ????public?boolean?equals(Object obj) { ????????// TODO Auto-generated method stub ????????return?this.name.equals(((People)obj).name) &&?this.age== ((People)obj).age; ????} } public?class?Main { ????public?static?void?main(String[] args) { ????????? ????????People p1 =?new?People("Jack",?12); ????????System.out.println(p1.hashCode()); ????????? ????????HashMap<People, Integer> hashMap =?new?HashMap<People, Integer>(); ????????hashMap.put(p1,?1); ????????? ????????p1.setAge(13); ????????? ????????System.out.println(hashMap.get(p1)); ????} }

　　這段代碼輸出的結(jié)果為“null”，想必其中的原因大家應(yīng)該都清楚了。

　　因此，在設(shè)計hashCode方法和equals方法的時候，如果對象中的數(shù)據(jù)易變，則最好在equals方法和hashCode方法中不要依賴于該字段。

　　以上屬個人理解，如有不正之處，歡迎批評指正。

作者：海子 　　　　 出處：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/ 　　　　 本博客中未標(biāo)明轉(zhuǎn)載的文章歸作者海子和博客園共有，歡迎轉(zhuǎn)載，但未經(jīng)作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接，否則保留追究法律責(zé)任的權(quán)利。

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總結(jié)

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