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Java 用自定義類型作為HashMap的鍵

張率功 / 3061人閱讀

摘要：檢查對應(yīng)位置中的對象和當(dāng)前對象是否相等。重載是為了向表明當(dāng)前對象和上所保存的對象是相等的，這樣我們才真正地獲得了這個所對應(yīng)的這個鍵值對。以下例子可以作為上述說明的佐證以上即是全部。

這是Java中很經(jīng)典的問題，在面試中也經(jīng)常被問起。其實(shí)很多書或者文章都提到過要重載hashCode()和equals()兩個方法才能實(shí)現(xiàn)自定義鍵在HashMap中的查找，但是為什么要這樣以及如果不這樣做會產(chǎn)生什么后果，好像很少有文章講到，所以寫這么一篇來說明下。

首先，如果我們直接用以下的Person類作為鍵，存入HashMap中，會發(fā)生發(fā)生什么情況呢？

javapublic class Person {

    private String id;

    public Person(String id) {
        this.id = id;
    }
}

javaimport java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        HashMap map = new HashMap();

        map.put(new Person("001"), "findingsea");
        map.put(new Person("002"), "linyin");
        map.put(new Person("003"), "henrylin");
        map.put(new Person("003"), "findingsealy");

        System.out.println(map.toString());

        System.out.println(map.get(new Person("001")));
        System.out.println(map.get(new Person("002")));
        System.out.println(map.get(new Person("003")));
    }
}

那么輸出結(jié)果是什么呢？

{Person@6e4d4d5e=henrylin, Person@275cea3=findingsea, Person@15128ee5=findingsealy, Person@4513098=linyin}
null
null
null

我們可以看到，這里出現(xiàn)了兩個問題：

在添加的過程中，我們將key=new Person("003")的鍵值對添加了兩次，那么在期望中，HashMap中應(yīng)該只存在一對這樣的鍵值對，因?yàn)?b>key（期望中）是相同的，所以不應(yīng)該重復(fù)添加，第二次添加的value="findingsealy"應(yīng)該替換掉原先的value="henrylin"。但是在輸入中，我們發(fā)現(xiàn)期望中的情況并沒有出現(xiàn)，而是在HashMap同時存在了value="findingsealy"和value="henrylin"的兩個鍵值對，并且它們的key值還是不相同的，這顯然是錯誤的。

在獲取value值時，我們分別用三個Person對象去查找，這三個對象和我們剛剛存入的三個key值（在期望中）是相同的，但是查找出的卻是三個null值，這顯然也是錯誤的。

那么，正確的方法其實(shí)在很多地方都是被描述過了，直接對Person類進(jìn)行修改，重載equals和hashCode方法，修改過后的Person類如下：

javapublic class Person {

    private String id;

    public Person(String id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Person person = (Person) o;

        if (id != null ? !id.equals(person.id) : person.id != null) return false;

        return true;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return id != null ? id.hashCode() : 0;
    }
}

那么，當(dāng)我們重新執(zhí)行上述的檢驗(yàn)程序時，得到的結(jié)果如下：

{Person@ba31=findingsea, Person@ba32=linyin, Person@ba33=findingsealy}
findingsea
linyin
findingsealy

可以看到，之前指出的亮點(diǎn)錯誤都得到了改正。那么，為什么會這樣呢？

在HashMap中，查找key的比較順序?yàn)椋?/p>

計算對象的Hash Code，看在表中是否存在。

檢查對應(yīng)Hash Code位置中的對象和當(dāng)前對象是否相等。

顯然，第一步就是要用到hashCode()方法，而第二步就是要用到equals()方法。在沒有進(jìn)行重載時，在這兩步會默認(rèn)調(diào)用Object類的這兩個方法，而在Object中，Hash Code的計算方法是根據(jù)對象的地址進(jìn)行計算的，那兩個Person("003")的對象地址是不同的，所以它們的Hash Code也不同，自然HashMap也不會把它們當(dāng)成是同一個key了。同時，在Object默認(rèn)的equals()中，也是根據(jù)對象的地址進(jìn)行比較，自然一個Person("003")和另一個Person("003")是不相等的。

理解了這一點(diǎn)，就很容易搞清楚為什么需要同時重載hashCode()和equals兩個方法了。

重載hashCode()是為了對同一個key，能得到相同的Hash Code，這樣HashMap就可以定位到我們指定的key上。

重載equals()是為了向HashMap表明當(dāng)前對象和key上所保存的對象是相等的，這樣我們才真正地獲得了這個key所對應(yīng)的這個鍵值對。

還有一個細(xì)節(jié)，在Person類中對于hashCode()的重在方法為：

java@Override
public int hashCode() {
    return id != null ? id.hashCode() : 0;
}

這里可能有疑惑的點(diǎn)在于：為什么可以用String類型的變量的Hash Code作為Person類的Hash Code值呢？這樣new Person(new String("003"))和new Person(new String("003"))的Hash Code是相等的嗎？

來看看以下代碼的輸出：

javaSystem.out.println("findingsea".hashCode());
System.out.println("findingsea".hashCode());
System.out.println(new String("findingsea").hashCode());
System.out.println(new String("findingsea").hashCode());

728795174
728795174
728795174
728795174

可以看到四條語句的輸出都是相等的，很直觀的合理的猜測就是String類型也重載了hashCode()以根據(jù)字符串的內(nèi)容來返回Hash Code值，所以相同內(nèi)容的字符串具有相同的Hash Code。

同時，這也說明了一個問題：為什么在已知hashCode()相等的情況下，還需要用equals()進(jìn)行比較呢？就是因?yàn)楸苊獬霈F(xiàn)上述例子中的出現(xiàn)的情況，因?yàn)楦鶕?jù)對Person類的hashCode()方法的重載實(shí)現(xiàn)，Person類會直接用id這個String類型成員的Hash Code值作為自己的Hash Code值，但是很顯然的，一個Person("003")和一個String("003")是不相等的，所以在hashCode()相等的情況下，還需要用equals()進(jìn)行比較。

以下例子可以作為上述說明的佐證：

javaSystem.out.println(new Person("003").hashCode()); // 47667
System.out.println(new String("003").hashCode()); // 47667

System.out.println(new Person("003").equals(new String("003"))); // false

以上即是全部。

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