「每日一面」答疑解惑 "=" 、equals 與 hashCode 相關面試題

Q: 「==」比較的是什麼

  • ==是一個運算符
  • 對於8種基本的數據類型,比較的是變量所對應內存存儲的數值
  • 對於指向對象的變量,比較的也是變量所對應內存存儲的數值(即指向的對象占用堆內存的首地址),也就是比較變量是否指向同一個對象。

輸出結果:

a==b:truea==c:falses1==s2:trues1==s3:false

上述代碼中:

如果一個變量指向的數據是對象類型的,那麼就涉及兩塊內存,變量占用的棧內存和對象占用的堆內存。例如Object obj = new Object();變量obj是存儲在棧內存,new Object()存儲在堆內存,此時,變量obj所對應的內存中存儲的數值就是對象占用的那塊內存的首地址。

Q: 「equals」比較的是什麼

  • equals是根類Object中的方法
  • 原始碼如下:
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }
  • equals方法是用於比較兩個獨立對象的內容是否相同,需要為類重寫equals方法。

例如,對於下面的代碼:

String a=new String("foo");String b=new String("foo");

兩條new語句創建了兩個對象,然後用a與b這兩個變量分別指向了其中一個對象,這是兩個不同的對象,它們的首地址是不同的,即a和b中存儲的數值是不相同的,所以,表達式a==b將返回false,而String類重寫了equals方法,兩個變量中的內容是相同的。所以,表達式a.equals(b)將返回true。

在實際開發中,我們經常要比較傳遞進行來的字符串內容是否等,

例如,

String input = "xxxxx";input.equals("quit");

許多人稍不注意就使用==進行比較了,記住,字符串的比較基本上都是使用equals方法。

如果一個類沒有自己定義equals方法,那麼它將繼承Object類的equals方法,Object類的equals方法的實現代碼如下:

boolean equals(Object o){ return this==o;}

總結:

如果一個類沒有定義自己的的equals方法,它默認的equals方法就是從Object繼承來的equals方法,就相當於「==」操作符。也是在比較兩個變量指向的對象是否是同一對象,這時候使用equals和使用==會得到同樣的結果,如果你編寫的類希望能夠比較該類創建的兩個實例對象的內容是否相同,那麼你必須覆蓋equals方法,由你自己寫代碼來決定在什麼情況即可認為兩個對象的內容是相同的。

String類中重寫的equals方法源碼:

可以看出

String類中重寫的equals()是按照下面順序判斷的:

1.先判斷地址是否相同,若想等執行2,否則返回false,

2.然後判斷是否是String類型,否則返回false,

3.然後依次判斷每一個字符是否相等,全部相等返回true,否則返回false,

Q:Java 中 hashCode() 的作用是什麼?

答:hashCode() 的作用是為了提高在散列結構存儲中查找的效率,在線性表中沒有作用;只有每個對象的 hash 碼儘可能不同才能保證散列的存取性能,事實上 Object 類提供的默認實現確實保證每個對象的 hash 碼不同(在對象的內存地址基礎上經過特定算法返回一個 hash 碼)。在 Java 有些集合類(HashSet)中要想保證元素不重複可以在每增加一個元素就通過對象的 equals 方法比較一次,那麼當元素很多時後添加到集合中的元素比較的次數就非常多了,也就是說如果集合中現在已經有 3000 個元素則第 3001 個元素加入集合時就要調用 3000 次 equals 方法,這顯然會大大降低效率,於是 Java 採用了哈希表的原理,這樣當集合要添加新的元素時會先調用這個元素的 hashCode 方法就一下子能定位到它應該放置的物理位置上(實際可能並不是),如果這個位置上沒有元素則它就可以直接存儲在這個位置上而不用再進行任何比較了,如果這個位置上已經有元素了則就調用它的 equals 方法與新元素進行比較,相同的話就不存,不相同就散列其它的地址,這樣一來實際調用 equals 方法的次數就大大降低了,幾乎只需要一兩次,而 hashCode 的值對於每個對象實例來說是一個固定值。


Q:兩個對象值相同 (tmp1.equals(tmp2) == true) 但卻可有不同的 HashCode 值,這句話有問題嗎?

答:有問題,這句話是不對的。兩個對象 tmp1 和 tmp2 滿足 tmp1.equals(tmp2) == true 時它們的 HashCode 應當相同,因為 Java 對於 eqauls 方法和 hashCode 方法的規定是如果兩個對象 equals 方法相等則它們的 hashCode 值一定要相同,如果兩個對象的 hashCode 相同則它們的 equals 方法並不一定相同;實際中我們也可以不按照要求的原則去做,但是如果違背了上述原則就會發現在使用容器時相同的對象可以出現在 Set 集合中,同時增加新元素的效率會大大下降(對於使用哈希存儲的系統,如果哈希碼頻繁的衝突將會造成存取性能急劇下降)。

Q:可以直接根據 hashCode() 方法產生的值判斷兩個對象是否相等嗎?

答:不能。因為 hashCode()方法的由來是根據這個對象內存儲的數據及對象的一些特徵來做散列並返回一個有符號的 32 位哈希值,所以 hashCode() 方法返回的是一個散列值,而對於一個散列來說不同的內容也是可能會出現相同的散列值,所以即使兩個對象的 hashCode() 返回值一樣也並不能代表兩個對象是相等的,要判斷兩個對象是否相等還是需要使用 equals() 方法。不過要注意:兩個對象的 hashCode() 返回值相等不能判斷這兩個對象是相等的,但是兩個對象的 hashCode() 返回值不相等則可以判斷這兩個對象一定不相等(原因如上題指導原則)。


Q:說說 hashCode() 的返回值和 == 的關係?

答:若 == 返回 true 則兩邊對象的 hashCode() 返回值必須相等,若 == 返回 false 則兩邊對象的 hashCode() 返回值有可能相等,也有可能不等;因為在 Java 中對象默認的 equals 方法實現就是 == 比較,而 Java 對於 eqauls 方法和 hashCode 方法的規定是如果兩個對象 equals 方法相等則它們的 hashCode 值一定要相同,如果兩個對象的 hashCode 相同則它們的 equals 方法並不一定相同,所以可得出上面結論。

Q:Java 中為什麼重寫 equals(str) 方法時儘量要重寫 hashCode() 方法?

答:這是一個檢測實際項目踩坑經驗的題目,因為我們經常會犯的一個很常見而又低級的錯誤根源在於重寫 equals 方法時沒有重寫 hashCode 方法。自定義類重寫 equals 方法是用來進行等值比較,重寫 compareTo 方法是用來進行不同對象大小比較,而重寫 hashCode 方法是為了將數據存入 HashSet、HashMap、Hashtable 等基於哈西表的集合類時進行高效比較。

當 equals 方法被重寫時通常有必要重寫 hashCode 方法來維護 hashCode 方法的常規協定,該協定聲明相等對象必須具有相等的哈希碼,如果不這樣做的話就會違反 hashCode 方法的常規約定,從而導致該類無法結合所有基於散列的集合一起正常運作,這樣的集合包括 HashMap、HashSet、Hashtable 等。

hashCode 方法的常規約定如下:

  • 程序執行期間只要對象 equals 方法比較操作所用到的信息沒有被修改,則對這同一個對象無論調用多次 hashCode 方法都必須返回同一個整數。
  • 如果兩個對象根據 equals 方法比較是相等的則調用這兩個對象中任意一個對象的 hashCode 方法都必須產生同樣的整數結果。
  • 如果兩個對象根據 equals 方法比較是不相等的,則調用這兩個對象中任意一個對象的 hashCode 方法不一定要產生相同的整數結果(儘量保證不相等的對象產生截然不同的整數結果是可以提高散列表性能的)。

Q:請補全下面代碼空缺(即實現其 hashCode 方法)?

答:此題就是在考察如何在重寫 equals() 方法時正確的重寫 hashCode() 方法。其實重寫 hashcode() 方法有如下幾個原則可以遵循:

  • 如果重寫了 equals() 方法,且 equals() 方法判斷相等則 hashCode() 方法也要保證必須相等。
  • 重寫 hashCode() 方法算法也不能太過簡單,否則哈希衝突過多。
  • 重寫 hashCode() 方法算法也不能太過複雜,否則計算複雜度過高而影響性能。

《Effective Java》書中給出的一種算法,基於 17 和 31 散列碼思想的實現,如下:

當然,這道題如果不限制 equals 方法的實現則完全可以用 JDK7 開始提供的 java.util.Objects 來重寫 equals 和 hashCode 方法,代碼如下:

使用上面這種 Objects 方式重寫 equals 和 hashCode 可能是最簡單和最優雅的實現了,所以我們項目中推薦採納。 參考文章:https://www.jianshu.com/p/a16c856b8f57,碼農每日一題

關於 HashCode 與 equals 的更多詳情可以參考下文:

《equals 和 HashCode 深入理解以及 Hash 算法原理》

http://blog.csdn.net/qq_21688757/article/details/53067814

《淺談 Java 中的 hashcode 方法》

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3681042.html

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