Java中的equals()和hashcode()之间关系

在初学Java时，可能会经常碰到下面的代码：

1 String str1 = new String("hello");2 String str2 = new String("hello");3         4 System.out.println(str1==str2);5 System.out.println(str1.equals(str2));

　　为什么第4行和第5行的输出结果不一样？==和equals方法之间的区别是什么？如果在初学Java的时候这个问题不弄清楚，就会导致自己在以后编写代码时出现一些低级的错误。今天就来一起了解一下==和equals方法的区别之处。

一.关系操作符“==”到底比较的是什么？

　　下面这个句话是摘自《Java编程思想》一书中的原话：

　　“关系操作符生成的是一个boolean结果，它们计算的是操作数的值之间的关系”。

　　这句话看似简单，理解起来还是需要细细体会的。说的简单点，==就是用来比较值是否相等。下面先看几个例子：

public class Main {    /**     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub                int n=3;        int m=3;                System.out.println(n==m);                String str = new String("hello");        String str1 = new String("hello");        String str2 = new String("hello");                System.out.println(str1==str2);                str1 = str;        str2 = str;        System.out.println(str1==str2);    }}

　　输出结果为 true false true

　　n==m结果为true，这个很容易理解，变量n和变量m存储的值都为3，肯定是相等的。而为什么str1和str2两次比较的结果不同？要理解这个其实只需要理解基本数据类型变量和非基本数据类型变量的区别。

　　在Java中游8种基本数据类型：

　　浮点型：float(4 byte), double(8 byte)

　　整型：byte(1 byte), short(2 byte), int(4 byte) , long(8 byte)

　　字符型: char(2 byte)

　　布尔型: boolean(JVM规范没有明确规定其所占的空间大小，仅规定其只能够取字面值"true"和"false")

　　对于这8种基本数据类型的变量，变量直接存储的是“值”，因此在用关系操作符==来进行比较时，比较的就是 “值” 本身。要注意浮点型和整型都是有符号类型的，而char是无符号类型的（char类型取值范围为0~2^16-1).

　　也就是说比如：

　　int n=3;

　　int m=3;　

　　变量n和变量m都是直接存储的"3"这个数值，所以用==比较的时候结果是true。

　　而对于非基本数据类型的变量，在一些书籍中称作为 引用类型的变量。比如上面的str1就是引用类型的变量，引用类型的变量存储的并不是 “值”本身，而是于其关联的对象在内存中的地址。比如下面这行代码：

　　String str1;

　　这句话声明了一个引用类型的变量，此时它并没有和任何对象关联。

　　而 通过new String("hello")来产生一个对象（也称作为类String的一个实例），并将这个对象和str1进行绑定：

　　str1= new String("hello");

　　那么str1指向了一个对象（很多地方也把str1称作为对象的引用），此时变量str1中存储的是它指向的对象在内存中的存储地址，并不是“值”本身，也就是说并不是直接存储的字符串"hello"。这里面的引用和C/C++中的指针很类似。

　　因此在用==对str1和str2进行第一次比较时，得到的结果是false。因此它们分别指向的是不同的对象，也就是说它们实际存储的内存地址不同。

　　而在第二次比较时，都让str1和str2指向了str指向的对象，那么得到的结果毫无疑问是true。

二.equals比较的又是什么？

　　equals方法是基类Object中的方法，因此对于所有的继承于Object的类都会有该方法。为了更直观地理解equals方法的作用，直接看Object类中equals方法的实现。

　　该类的源码路径为：C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_14的src.zip 的java.lang路径下的Object.java（视个人jdk安装路径而定）。

　　下面是Object类中equals方法的实现：

　　

　　很显然，在Object类中，equals方法是用来比较两个对象的引用是否相等，即是否指向同一个对象。

　　但是有些朋友又会有疑问了，为什么下面一段代码的输出结果是true？

public class Main {    /**     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub                String str1 = new String("hello");        String str2 = new String("hello");                System.out.println(str1.equals(str2));    }}

　　要知道究竟，可以看一下String类的equals方法的具体实现，同样在该路径下，String.java为String类的实现。

　　下面是String类中equals方法的具体实现：

　　可以看出，String类对equals方法进行了重写，用来比较指向的字符串对象所存储的字符串是否相等。

　　其他的一些类诸如Double，Date，Integer等，都对equals方法进行了重写用来比较指向的对象所存储的内容是否相等。

　　总结来说：

　　1）对于==，如果作用于基本数据类型的变量，则直接比较其存储的 “值”是否相等；

　　　　如果作用于引用类型的变量，则比较的是所指向的对象的地址

　　2）对于equals方法，注意：equals方法不能作用于基本数据类型的变量

　　　　如果没有对equals方法进行重写，则比较的是引用类型的变量所指向的对象的地址；

　　　　诸如String、Date等类对equals方法进行了重写的话，比较的是所指向的对象的内容。

所有Java类的父类——java.lang.Object中定义了两个重要的方法：

public boolean equals(Object obj)public int hashCode()

本文首先会给出一个错误使用这两个方法的例子，然后再解释equals和hashcode是如何协同工作的。

一个常犯的错误

先看以下代码：

import java.util.HashMap;public class Apple {    private String color;    public Apple(String color) {        this.color = color;    }    public boolean equals(Object obj) {        if(obj==null) return false;        if (!(obj instanceof Apple))            return false;           if (obj == this)            return true;        return this.color.equals(((Apple) obj).color);    }    public static void main(String[] args) {        Apple a1 = new Apple("green");        Apple a2 = new Apple("red");        //hashMap stores apple type and its quantity        HashMap<Apple, Integer> m = new HashMap<Apple, Integer>();        m.put(a1, 10);        m.put(a2, 20);        System.out.println(m.get(new Apple("green")));    }}

上面的代码执行过程中，先是创建个两个Apple，一个green apple和一个red apple，然后将这来两个apple存储在map中，存储之后再试图通过map的get方法获取到其中green apple的实例。读者可以试着执行以上代码，数据结果为null。也就是说刚刚通过put方法放到map中的green apple并没有通过get方法获取到。你可能怀疑是不是green apple并没有被成功的保存到map中，但是，通过debug工具可以看到，它已经被保存成功了。

hashcode()惹的祸

造成以上问题的原因其实比较简单，是因为代码中并没有重写hashcode方法。hashcode和equals的约定关系如下：

1、如果两个对象相等，那么他们一定有相同的哈希值（hash code）。

2、如果两个对象的哈希值相等，那么这两个对象有可能相等也有可能不相等。（需要再通过equals来判断）

如果你了解Map的工作原理，那么你一定知道，它是通过把key值进行hash来定位对象的，这样可以提供比线性存储更好的性能。实际上，Map的底层数据结构就是一个数组的数组（准确的说其实是一个链表+数组）。第一个数组的索引值是key的哈希码。通过这个索引可以定位到第二个数组，第二个数组通过使用equals方法进行线性搜索的方式来查找对象。(HashMap完全解读)

其实，一个哈希码可以映射到一个桶（bucket）中，hashcode的作用就是先确定对象是属于哪个桶的。如果多个对象有相同的哈希值，那么他们可以放在同一个桶中。如果有不同的哈希值，则需要放在不同的桶中。至于同一个桶中的各个对象之前如何区分就需要使用equals方法了。

hashcode方法的默认实现会为每个对象返回一个不同的int类型的值。所以，上面的代码中，第二个apple被创建出来时他将具有不同的哈希值。可以通过重写hashCode方法来解决。

public int hashCode(){    return this.color.hashCode();   }

总结

在判断两个对象是否相等时，不要只使用equals方法判断。还要考虑其哈希码是否相等。尤其是和hashMap等与hash相关的数据结构一起使用时。