1. hash 碰撞--equals()与 hashCode()
1.1. equals()方法详解
equals()方法是用来判断其他的对象是否和该对象相等.
equals()方法在 object 类中定义如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
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）。但是我们知道，String 、Math、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 Math、Integer、Double 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，基本类型是进行值的比较。
它的性质有：
- 自反性（reflexive）。对于任意不为
null的引用值 x，x.equals(x)一定是true。 - 对称性（symmetric）。对于任意不为
null的引用值x和y，当且仅当x.equals(y)是true时，y.equals(x)也是true。 - 传递性（transitive）。对于任意不为
null的引用值x、y和z，如果x.equals(y)是true，同时y.equals(z)是true，那么x.equals(z)一定是true。 - 一致性（consistent）。对于任意不为
null的引用值x和y，如果用于 equals 比较的对象信息没有被修改的话，多次调用时x.equals(y)要么一致地返回true要么一致地返回false。 - 对于任意不为
null的引用值x，x.equals(null)返回false。
对于Object类来说，equals()方法在对象上实现的是差别可能性最大的等价关系，即，对于任意非null的引用值x和y，当且仅当x和y引用的是同一个对象，该方法才会返回true。
需要注意的是当 equals() 方法被 override 时，hashCode() 也要被 override。按照一般 hashCode() 方法的实现来说，相等的对象，它们的 hash code 一定相等。
1.2. hashcode() 方法详解
hashCode() 方法给对象返回一个 hash code 值。这个方法被用于 hash tables，例如 HashMap。
它的性质是：
- 在一个 Java 应用的执行期间，如果一个对象提供给 equals 做比较的信息没有被修改的话，该对象多次调用
hashCode()方法，该方法必须始终如一返回同一个 integer。 - 如果两个对象根据
equals(Object)方法是相等的，那么调用二者各自的hashCode()方法必须产生同一个 integer 结果。 - 并不要求根据
equals(java.lang.Object)方法不相等的两个对象，调用二者各自的hashCode()方法必须产生不同的 integer 结果。然而，程序员应该意识到对于不同的对象产生不同的 integer 结果，有可能会提高 hash table 的性能。
大量的实践表明，由 Object 类定义的 hashCode() 方法对于不同的对象返回不同的 integer。
在 object 类中，hashCode 定义如下：
public native int hashCode();
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String、Integer、Double 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）。
想要弄明白 hashCode 的作用，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。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。这里就引出一个问题：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，初学者可以简单理解，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。
简而言之，在集合查找时，hashcode 能大大降低对象比较次数，提高查找效率
Java 对象的 eqauls 方法和 hashCode 方法是这样规定的：
1、相等（相同）的对象必须具有相等的哈希码（或者散列码）。
2、如果两个对象的 hashCode 相同，它们并不一定相同。
关于第一点，相等（相同）的对象必须具有相等的哈希码（或者散列码），为什么？
想象一下，假如两个 Java 对象 A 和 B，A 和 B 相等（eqauls 结果为 true），但 A 和 B 的哈希码不同，则 A 和 B 存入 HashMap 时的哈希码计算得到的 HashMap 内部数组位置索引可能不同，那么 A 和 B 很有可能允许同时存入 HashMap，显然相等/相同的元素是不允许同时存入 HashMap，HashMap 不允许存放重复元素。
关于第二点，两个对象的 hashCode 相同，它们并不一定相同
也就是说，不同对象的 hashCode 可能相同；假如两个 Java 对象 A 和 B，A 和 B 不相等（eqauls 结果为 false），但 A 和 B 的哈希码相等，将 A 和 B 都存入 HashMap 时会发生哈希冲突，也就是 A 和 B 存放在 HashMap 内部数组的位置索引相同这时 HashMap 会在该位置建立一个链接表，将 A 和 B 串起来放在该位置，显然，该情况不违反 HashMap 的使用原则，是允许的。当然，哈希冲突越少越好，尽量采用好的哈希算法以避免哈希冲突。
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（这里说的对象相同指的是用 eqauls 方法比较）， 如不按要求去做了，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.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。
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。
1.3. Hashset、Hashmap、Hashtable 与 hashcode()和 equals()的密切关系
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。
例 1：
package com.bijian.study;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class HashSetTest {
public static void main(String args[]) {
String s1 = new String("aaa");
String s2 = new String("aaa");
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1.equals(s2));
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
Set hashset = new HashSet();
hashset.add(s1);
hashset.add(s2);
Iterator it = hashset.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
运行结果：
false
true
96321
96321
aaa
这是因为 String 类已经重写了 equals()方法和 hashcode()方法，所以 hashset 认为它们是相等的对象，进行了重复添加。
例 2
package com.bijian.study;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
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;
}
}
运行结果：
1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi
1:zhangsan
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。
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，而 object 类中的 hashcode()方法是一个本地方法，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，造成的结果就是两个对象的 hashcode()返回的值不一样，所以 Hashset 会把它们当作不同的对象对待。
怎么解决这个问题呢？答案是：在 Student 类中重新 hashcode() 和 equals() 方法。
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;
}
}
运行结果：
1:zhangsan
3:wangwu
2:lisi
可以看到重复元素的问题已经消除，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，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。
重写 equals()和 hashcode()小结：
- 重点是 equals，重写 hashCode 只是技术要求（为了提高效率）
- 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
- 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
}
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 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。