Hashcode_JAVA_编程开发_程序员俱乐部

中国优秀的程序员网站程序员频道CXYCLUB技术地图
热搜:
更多>>
 
您所在的位置: 程序员俱乐部 > 编程开发 > JAVA > Hashcode

Hashcode

 2011/10/21 8:18:28  dengwanchuan  http://dengwanchuan.iteye.com  我要评论(0)
  • 摘要:1.hashcode是用来查找的,如果你学过数据结构就应该知道,在查找和排序这一章有例如内存中有这样的位置01234567而我有个类,这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上8个位置之一,如果不用hashcode而任意存放,那么当查找时就需要到这八个位置里挨个去找,或者用二分法一类的算法。但如果用hashcode那就会使效率提高很多。我们这个类中有个字段叫ID,那么我们就定义我们的hashcode为ID%8,然后把我们的类存放在取得得余数那个位置。比如我们的ID为9,9除8的余数为1
  • 标签:has Hash

1.hashcode是用来查找的,如果你学过数据结构就应该知道,在查找和排序这一章有?

例如内存中有这样的位置?

0 1 2 3 4 5 6 7?

而我有个类,这个类有个字段叫ID,我要把这个类存放在以上8个位置之一,如果不用hashcode而任意存放,那么当查找时就需要到这八个位置里挨个去找,或者用二分法一类的算法。?

但如果用hashcode那就会使效率提高很多。?

我 们这个类中有个字段叫ID,那么我们就定义我们的hashcode为ID%8,然后把我们的类存放在取得得余数那个位置。比如我们的ID为9,9除8的余 数为1,那么我们就把该类存在1这个位置,如果ID是13,求得的余数是5,那么我们就把该类放在5这个位置。这样,以后在查找该类时就可以通过ID除8 求余数直接找到存放的位置了。


2.但是如果两个类有相同的hashcode怎么办那(我们假设上面的类的ID不是唯一的),例如9除以8和17除以8的余数都是1,那么这是不是合法的,回答是:可以这样。那么如何判断呢?在这个时候就需要定义 equals了。?

也就是说,我们先通过 hashcode来判断两个类是否存放某个桶里,但这个桶里可能有很多类,那么我们就需要再通过 equals 来在这个桶里找到我们要的类。?

那么。重写了equals(),为什么还要重写hashCode()呢??

想想,你要在一个桶里找东西,你必须先要找到这个桶啊,你不通过重写hashcode()来找到桶,光重写equals()有什么用啊?

3。你要对A类排序,有两种方法,一种就是让A类实现comparabole结构并实现compareTo()方法,那么可以通过Collections.sort(List <A> list)对其进行排序?

另一种方法:自己定义一个类B实现Comparator类并实现compare方法,?

然后通过Collections.sort(List <A> list,B b)进行排序


hashCode() 是用来产生哈希玛的,而哈希玛是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的,(这一段在 Java编程思想 中讲的很清楚的)象util包中的 带 hash 的集合类都是用这种存储结构 :HashMap,HashSet, 他们在将对象存储时(严格说是对象引用),需要确定他们的地址吧, 而HashCode()就是这个用途的,一般都需要重新定义它的,因为默认情况下,由 Object 类定义的 hashCode 方法会针对不同的对象返回不同的整数,这一般是通过将该对象的内部地址转换成一个整数来实现的,现在举个例子来说, 就拿HashSet来说 ,在将对象存入其中时,通过被存入对象的 hashCode() 来确定对象在 HashSet 中的存储地址,通过equals()来确定存入的对象是否重复,hashCode() ,equals()都需要自己重新定义,因为hashCode()默认前面已经说啦,而equals() 默认是比较的对象引用,你现在想一下,如果你不定义equals()的话,那么同一个类产生的两个内容完全相同的对象都可以存入Set,因为他们是通过 equals()来确定的,这样就使得HashSet 失去了他的意义,看一下下面这个:?



public class Test {?

public static void main(String[] args) {?

HashSet set = new HashSet();?

for (int i = 0; i <= 3; i++){?

set.add(new Demo1(i,i));?

}?

System.out.println(set);?

set.add(new Demo1(1,1));?

System.out.println(set);?

System.out.println(set.contains(new Demo1(0,0)));?

System.out.println(set.add(new Demo1(1,1)));?

System.out.println(set.add(new Demo1(4,4)));?

System.out.println(set);?

}?



private static class Demo1 {?

private int value;?



private int id;?



public Demo1(int value,int id) {?

this.value = value;?

this.id=id;?

}?



public String toString() {?

return " value = " + value;?

}?



public boolean equals(Object o) {?

Demo1 a = (Demo1) o;?

return (a.value == value) ? true : false;?

}?



public int hashCode() {?

return id;?

}?

}?

}?


你分别注释掉hashCode()和 equals()来比较一下他们作用就可以拉,关键要自己动手看看比较的结果你就可以记得很清楚啦


如果还不是很明确可以再看另一个例子:



public final class Test {?



public static void main(String[] args) {?

Map m = new HashMap();?

m.put(new PhoneNumber(020, 12345678), "shellfeng");?

System.out.println(m.get(new PhoneNumber(020, 12345678)));?

}?



private static class PhoneNumber {?

/**?

* 区号?

*/?

private short areaCode;?



/**?

* 扩展号?

*/?

private short extension;?



public PhoneNumber(int areaCode, int extension) {?

this.areaCode = (short) areaCode;?

this.extension = (short) extension;?

}?



public boolean equals(Object o) {?

if (o == this) {?

return true;?

}?

if (!(o instanceof PhoneNumber)) {?

return false;?

}?

PhoneNumber pn = (PhoneNumber) o;?

return pn.extension == extension && pn.areaCode == areaCode;?

}?



/**?

* @see java.lang.Object#hashCode()?

* @return result就是我们得到的散列值,其实我们的计算过程可以多种,这里只不过是一个例子,需要你的灵活运用,使其接近你需要的理想结果?

*/?

public int hashCode() {?

int result = 17;?

result = 37 * result + areaCode;?

result = 37 * result + extension;?

return result;?

}?

}?

}?


还是那句话:你注释掉hashCode()比较一下他们作用就可以拉,关键要自己动手看看比较的结果你就可以记得很清楚啦


总结

hashCode() 方法使用来提高Map里面的搜索效率的,Map会根据不同的hashCode()来放在不同的桶里面,Map在搜索一个对象的时候先通过 hashCode()找到相应的桶,然后再根据equals()方法找到相应的对象.要正确的实现Map里面查找元素必须满足一下两个条件:?

(1)当obj1.equals(obj2)为true时obj1.hashCode() == obj2.hashCode()必须为true?

(2)当obj1.hashCode() == obj2.hashCode()为false时obj.equals(obj2)必须为false


Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。你知道它们的区别吗?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。

那么这里就有一个比较严重的问题了: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。

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。我们可以认为hashCode方法返回的就是对象存储的物理地址(实际可能并不是,例 如:通过获取对象的物理地址然后除以8再求余,余数几是计算得到的散列值,我们就认为返回一个不是物理地址的数值,而是一个可以映射到物理地址的值)。

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。



改写equals时总是要改写hashCode

============================================================

java.lnag.Object中对hashCode的约定:


?? 1. 在一个应用程序执行期间,如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话,则对该对象调用hashCode方法多次,它必须始终如一地返回同一个整数。

?? 2. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是相等的,则调用这两个对象中任一对象的hashCode方法必须产生相同的整数结果。

?? 3. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是不相等的,则调用这两个对象中任一个对象的hashCode方法,不要求产生不同的整数结果。但如果能不同,则可能提高散列表的性能。



有一个概念要牢记,两个相等对象的equals方法一定为true, 但两个hashcode相等的对象不一定是相等的对象。


所以hashcode相等只能保证两个对象在一个HASH表里的同一条HASH链上,继而通过equals方法才能确定是不是同一对象,如果结果为true, 则认为是同一对象不在插入,否则认为是不同对象继续插入。


Object的代码:

public String toString () {

?? ?return this.getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(this.hashCode());

}


public boolean equals (Object o) {

?? ?return this == o;

}


/**

* Answers an integer hash code for the receiver. Any two

* objects which answer <code>true</code> when passed to

* <code>.equals</code> must answer the same value for this

* method.

*

* @author ? ? ? ?OTI

* @version ? ? ? ?initial

*

* @return ? ? ? ?int

* ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?the receiver's hash.

*

* @see ? ? ? ? ? ?#equals

*/

public native int hashCode();



从上面我们可以看到是否很可能Object.hashCode就是代表内存地址。下面我们来证明hashcode是不是真的就是Object的内存地址呢?实际上,hashcode根本不能代表object的内存地址。

-----------------------------------------

Object.hashCode不可以代表内存地址

----------------------------------------


package com.tools;


import java.util.ArrayList;


/**

* 此方法的作用是证明 java.lang.Object的hashcode 不是代表 对象所在内存地址。

* 我产生了10000个对象,这10000个对象在内存中是不同的地址,但是实际上这10000个对象

* 的hashcode的是完全可能相同的

*/

public class HashCodeMeaning {

?? ?public static void main(String[] args) {

?? ? ? ?ArrayList list = new ArrayList();

?? ? ? ?int numberExist=0;

?? ? ? ?

?? ? ? ?//证明hashcode的值不是内存地址

?? ? ? ?for (int i = 0; i < 10000; i++) {

?? ? ? ? ? ?Object obj=new Object();

?? ? ? ? ? ?if (list.contains(obj.toString())) {

?? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println(obj.toString() +" exists in the list. "+ i);

?? ? ? ? ? ? ? ?numberExist++;

?? ? ? ? ? ?}

?? ? ? ? ? ?else {

?? ? ? ? ? ? ? ?list.add(obj.toString());

?? ? ? ? ? ?}

?? ? ? ?}

?? ? ? ?

?? ? ? ?System.out.println("repetition number:"+numberExist);

?? ? ? ?System.out.println("list size:"+list.size());

?? ? ? ?

?? ? ? ?//证明内存地址是不同的。

?? ? ? ?numberExist=0;

?? ? ? ?list.clear();

?? ? ? ?for (int i = 0; i < 10000; i++) {

?? ? ? ? ? ?Object obj=new Object();

?? ? ? ? ? ?if (list.contains(obj)) {

?? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println(obj +" exists in the list. "+ i);

?? ? ? ? ? ? ? ?numberExist++;

?? ? ? ? ? ?}

?? ? ? ? ? ?else {

?? ? ? ? ? ? ? ?list.add(obj);

?? ? ? ? ? ?}

?? ? ? ?}

?? ? ? ?

?? ? ? ?System.out.println("repetition number:"+numberExist);

?? ? ? ?System.out.println("list size:"+list.size());

?? ?}

}



==============================

看HashTable的源代码非常有用:

==============================?



============================================================ ? ??

有效和正确定义hashCode()和equals():

============================================================ ? ??


级别:入门级



每个Java对象都有hashCode()和 equals()方法。许多类忽略(Override)这些方法的缺省实施,以在对象实例之间提供更深层次的语义可比性。在Java理念和实践这一部分, Java开发人员Brian Goetz向您介绍在创建Java类以有效和准确定义hashCode()和equals()时应遵循的规则和指南。您可以在讨论论坛与作者和其它读者一 同探讨您对本文的看法。(您还可以点击本文顶部或底部的讨论进入论坛。)


虽然Java语言不直接支持关联数组 -- 可以使用任何对象作为一个索引的数组 -- 但在根Object类中使用hashCode()方法明确表示期望广泛使用HashMap(及其前辈Hashtable)。理想情况下基于散列的容器提供 有效插入和有效检索;直接在对象模式中支持散列可以促进基于散列的容器的开发和使用。


定义对象的相等性


Object类有两种方法来推断对象的标识:equals()和hashCode()。一般来说,如果您忽略了其中一种,您必须同时忽略这两种,因为两者 之间有必须维持的至关重要的关系。特殊情况是根据equals() 方法,如果两个对象是相等的,它们必须有相同的hashCode()值(尽管这通常不是真的)。


特定类的equals()的语义在Implementer的左侧定义;定义对特定类来说equals()意味着什么是其设计工作的一部分。Object提供的缺省实施简单引用下面等式:


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


在这种缺省实施情况下,只有它们引用真正同一个对象时这两个引用才是相等的。同样,Object提供的 hashCode()的缺省实施通过将对象的内存地址对映于一个整数值来生成。由于在某些架构上,地址空间大于int值的范围,两个不同的对象有相同的 hashCode()是可能的。如果您忽略了hashCode(),您仍旧可以使用System.identityHashCode()方法来接入这类缺 省值。


?? ?忽略 equals() -- 简单实例


缺省情况下,equals()和hashCode()基于标识的实施是合理的,但对于某些类来说,它们希望放宽等式的定义。例如,Integer类定义equals() 与下面类似:


public boolean equals(Object obj) {

return (obj instanceof Integer

&& intValue() == ((Integer) obj).intValue());

}


在这个定义中,只有在包含相同的整数值的情况下这两个Integer对象是相等的。结合将不可修改的 Integer,这使得使用Integer作为HashMap中的关键字是切实可行的。这种基于值的Equal方法可以由Java类库中的所有原始封装类 使用,如Integer、Float、Character和Boolean以及String(如果两个String对象包含相同顺序的字符,那它们是相等 的)。由于这些类都是不可修改的并且可以实施hashCode()和equals(),它们都可以做为很好的散列关键字。


为什么忽略 equals()和hashCode()?


如果Integer不忽略equals() 和 hashCode()情况又将如何?如果我们从未在HashMap或其它基于散列的集合中使用Integer作为关键字的话,什么也不会发生。但是,如果 我们在HashMap中使用这类Integer对象作为关键字,我们将不能够可靠地检索相关的值,除非我们在get()调用中使用与put()调用中极其 类似的Integer实例。这要求确保在我们的整个程序中,只能使用对应于特定整数值的Integer对象的一个实例。不用说,这种方法极不方便而且错误 频频。


Object的interface contract要求如果根据 equals()两个对象是相等的,那么它们必须有相同的hashCode()值。当其识别能力整个包含在equals()中时,为什么我们的根对象类需 要hashCode()?hashCode()方法纯粹用于提高效率。Java平台设计人员预计到了典型Java应用程序中基于散列的集合类 (Collection Class)的重要性--如Hashtable、HashMap和HashSet,并且使用equals()与许多对象进行比较在计算方面非常昂贵。使所 有Java对象都能够支持 hashCode()并结合使用基于散列的集合,可以实现有效的存储和检索。?


==============================

Go deep into HashCode:

==============================


为什么HashCode对于对象是如此的重要?

一个对象的HashCode就是一个简单的Hash算法的实现,虽然它和那些真正的复杂的

Hash算法相比还不能叫真正的算法,但如何实现它,不仅仅是程序员的编程水平问题,

而是关系到你的对象在存取时性能的非常重要的问题.有可能,不同的HashCode可能

会使你的对象存取产生,成百上千倍的性能差别.


我们先来看一下,在JAVA中两个重要的数据结构:HashMap和Hashtable,虽然它们有很

大的区别,如继承关系不同,对value的约束条件(是否允许null)不同,以及线程安全性

等有着特定的区别,但从实现原理上来说,它们是一致的.所以,我们只以Hashtable来

说明:


在java中,存取数据的性能,一般来说当然是首推数组,但是在数据量稍大的容器选择中,

Hashtable将有比数据性能更高的查询速度.具体原因看下面的内容.


Hashtable在存储数据时,一般先将该对象的HashCode和0x7FFFFFFF做与操作,因为一个

对象的HashCode可以为负数,这样操作后可以保证它为一个正整数.然后以Hashtable的

长度取模,得到该对象在Hashtable中的索引.


index = (o.hashCode() & 0x7FFFFFFF)%hs.length;

这个对象就会直接放在Hashtable的第index位置,对于写入,这和数组一样,把一个对象

放在其中的第index位置,但如果是查询,经过同样的算法,Hashtable可以直接从第index

取得这个对象,而数组却要做循环比较.所以对于数据量稍大时,Hashtable的查询比数据

具有更高的性能.


既然可以根据HashCode直接定位对象在Hashtable中的位置,那么为什么Hashtable

要用key来做映射呢(为了一些思维有障碍的人能看到懂我加了一句话:而不是直接放value呢)?这就是关系Hashtable性能问题的最重要的问题:Hash冲突.


常见的Hash冲突是不同对象最终产生了相同的索引,而一种非常甚至绝对少见的Hash冲突

是,如果一组对象的个数大过了int范围,而HashCode的长度只能在int范围中,所以肯定要

有同一组的元素有相同的HashCode,这样无论如何他们都会有相同的索引.当然这种极端

的情况是极少见的,可以暂不考虑,但对于相同的HashCode经过取模,则会产中相同的索引,

或者不同的对象却具有相同的HashCode,当然具有相同的索引.


所以对于索引相同的对象,在该index位置存放了多个对象,这些值要想能正确区分,就要依

靠key本身和hashCode来识别.


事实上一个设计各好的HashTable,一般来说会比较平均地分布每个元素,因为Hashtable

的长度总是比实际元素的个数按一定比例进行自增(装填因子一般为0.75)左右,这样大多

数的索引位置只有一个对象,而很少的位置会有几个对象.所以Hashtable中的每个位置存

放的是一个链表,对于只有一个对象的位置,链表只有一个首节点(Entry),Entry的next为

null.然后有hashCode,key,value属性保存了该位置的对象的HashCode,key和value(对象

本身),如果有相同索引的对象进来则会进入链表的下一个节点.如果同一个位置中有多个

对象,根据HashCode和key可以在该链表中找到一个和查询的key相匹配的对象.


从上面我看可以看到,对于HashMap和Hashtable的存取性能有重大影响的首先是应该使该

数据结构中的元素尽量大可能具有不同的HashCode,虽然这并不能保证不同的HashCode

产生不同的index,但相同的HashCode一定产生相同的index,从而影响产生Hash冲突.


对于一个象,如果具有很多属性,把所有属性都参与散列,显然是一种笨拙的设计.因为对象

的HashCode()方法几乎无所不在地被自动调用,如equals比较,如果太多的对象参与了散列.

那么需要的操作常数时间将会增加很大.所以,挑选哪些属性参与散列绝对是一个编程水平

的问题.


从实现来说,一般的HashCode方法会这样:


return Attribute1.HashCode() + Attribute2.HashCode()...[+super.HashCode()],


我们知道,每次调用这个方法,都要重新对方法内的参与散列的对象重新计算一次它们的

HashCode的运算,如果一个对象的属性没有改变,仍然要每次都进行计算,所以如果设置一

个标记来缓存当前的散列码,只要当参与散列的对象改变时才重新计算,否则调用缓存的

hashCode,这可以从很大程度上提高性能.



默认的实现是将对象内部地址转化为整数作为HashCode,这当然能保证每个对象具有不同

的HasCode,因为不同的对象内部地址肯定不同(废话),但java语言并不能让程序员获取对

象内部地址,所以,让每个对象产生不同的HashCode有着很多可研究的技术.


如何从多个属性中采样出能具有多样性的hashCode的属性

发表评论
用户名: 匿名