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Java中的equals()、==和hashCode()的用法區別

發布時間:2021-09-14 16:53:01 來源:億速云 閱讀:130 作者:chen 欄目:云計算
# Java中的equals()、==和hashCode()的用法區別

## 引言

在Java編程中,對象比較和哈希碼處理是日常開發中的常見操作。`equals()`、`==`和`hashCode()`這三個概念看似簡單,但實際使用中容易混淆。本文將深入剖析它們的區別、聯系以及最佳實踐,幫助開發者避免常見的陷阱。

---

## 一、`==`運算符:引用比較

### 1.1 基本概念
`==`是Java中最基礎的比較運算符,但它的行為在**基本數據類型**和**引用類型**上有本質區別:

```java
int a = 5;
int b = 5;
System.out.println(a == b); // true(值比較)

String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s2); // false(引用地址比較)

1.2 引用類型比較規則

  • 比較的是對象的內存地址
  • 不會調用任何對象方法
  • 對于String字面量(常量池特例):
    
    String s3 = "hello";
    String s4 = "hello";
    System.out.println(s3 == s4); // true(常量池優化)
    

1.3 使用場景

  • 判斷兩個引用是否指向同一個對象實例
  • 枚舉類型比較(所有枚舉值都是單例)

二、equals()方法:邏輯相等

2.1 方法定義

Object類中的原始實現:

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

默認行為與==相同,但可被重寫。

2.2 重寫規范(Java規范要求)

  1. 自反性x.equals(x)必須為true
  2. 對稱性x.equals(y)y.equals(x)結果相同
  3. 傳遞性:若x.equals(y)y.equals(z),則x.equals(z)
  4. 一致性:多次調用結果不變
  5. 非空性:x.equals(null)必須返回false

2.3 典型重寫示例

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    Person person = (Person) o;
    return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
}

2.4 注意事項

  • 必須同時重寫hashCode()(后文詳述)
  • String類已重寫equals()為內容比較:
    
    new String("test").equals("test") // true
    

三、hashCode()方法:哈希契約

3.1 基本作用

  • 返回對象的哈希碼(int類型)
  • 用于哈希表類(如HashMap, HashSet

3.2 通用約定

  1. 同一對象多次調用應返回相同值(除非對象修改)
  2. equals()相等的對象必須具有相同哈希碼
  3. equals()不相等的對象不要求哈希碼不同(但不同能提升哈希表性能)

3.3 重寫示例

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age);
}

3.4 違反契約的后果

Map<Person, String> map = new HashMap<>();
Person p1 = new Person("Alice", 25);
map.put(p1, "Developer");

Person p2 = new Person("Alice", 25);
map.get(p2); // 可能返回null(若未正確重寫hashCode)

四、三者關系深度解析

4.1 對比表格

特性 == equals() hashCode()
比較維度 內存地址 邏輯相等 哈希值
是否可重寫
性能 O(1) 通常O(n) 通常O(1)
使用場景 引用同一對象 業務邏輯相等 哈希集合操作

4.2 協作關系圖示

graph LR
    A[==] -->|引用相等| B[equals返回true]
    B --> C[hashCode必須相同]
    D[equals返回false] -->|建議| E[hashCode不同]

4.3 特殊案例:BigDecimal

BigDecimal d1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("1.00");
d1.equals(d2); // false(精度不同)
d1.hashCode() == d2.hashCode(); // false

五、實際開發中的陷阱與解決方案

5.1 常見錯誤

  1. 只重寫equals()不重寫hashCode()
    • 導致HashMap等集合無法正確工作
  2. 使用可變字段參與哈希計算
    • 對象存入集合后修改字段會導致內存泄漏
    // 反例:
    public int hashCode() {
       return this.id; // 若id可變
    }
    

5.2 最佳實踐

  1. IDE自動生成(IntelliJ/Eclipse)
  2. 使用java.util.Objects工具類:
    
    @Override
    public int hashCode() {
       return Objects.hash(field1, field2);
    }
    
  3. 對于不可變對象,緩存哈希值:
    
    private int hash; // 默認為0
    @Override
    public int hashCode() {
       if (hash == 0) {
           hash = Objects.hash(name, age);
       }
       return hash;
    }
    

六、擴展知識

6.1 IdentityHashMap

  • 唯一使用==代替equals()的標準集合
  • 適用于需要區分實例對象的場景

6.2 Java 14+的record類型

record Point(int x, int y) {}
// 自動生成規范的equals/hashCode

6.3 hashCode沖突處理

  • HashMap使用鏈表/紅黑樹解決沖突
  • 好的哈希算法應均勻分布

結論

  1. ==用于實例身份比較
  2. equals()實現業務邏輯相等
  3. hashCode()必須與equals()保持契約
  4. 三者協同工作才能保證Java集合的正確性

掌握這些區別能有效避免諸如”HashMap找不到已存在的鍵”、”HashSet出現重復元素”等典型問題。建議在定義值對象時,始終同時重寫equals()hashCode()方法。 “`

(注:實際字符數約1950,具體可能因格式略有浮動)

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