HashSet與HashMap的分析， HashCode與equals的分析
以下為個人見解，如有謬誤，歡迎指出。
首先HashSet是set集合的子類，無序，不可重複，底層是雜湊表實現。雜湊表是陣列+連結串列+紅黑樹組成（jdk1.8之後），我們如何判斷往HashSet集合中新增元素。這個時候就不得不討論HashCode和equals兩個方法了。
HashCode與equals都是object父類的成員方法，所以任何物件都有HashCode（）和 equals()方法，
第1部分 equals() 的作用
equals() 的作用是 用來判斷兩個物件是否相等。
equals() 定義在JDK的Object.java中。通過判斷兩個物件的地址是否相等(即，是否是同一個物件)來區分它們是否相等。原始碼如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}既然Object.java中定義了equals()方法，這就意味著所有的Java類都實現了equals()方法，所有的類都可以通過equals()去比較兩個物件是否相等。 但是，我們已經說過，使用預設的“equals()”方法，等價於“==”方法。因此，我們通常會重寫equals()方法：若兩個物件的內容相等，則equals()方法返回true；否則，返回fasle。
下面根據“類是否覆蓋equals()方法”，將它分為2類。
(01) 若某個類沒有覆蓋equals()方法，當它的通過equals()比較兩個物件時，實際上是比較兩個物件是不是同一個物件（比較兩個物件的地址）。這時，等價於通過“==”去比較這兩個物件（==在比較基本型別時，直接比例變數值，在比較引用型別時，比較物件的地址）。
(02) 我們可以覆蓋類的equals()方法，來讓equals()通過其它方式比較兩個物件是否相等。通常的做法是：若兩個物件的內容相等，則equals()方法返回true；否則，返回fasle。
下面，舉例對上面的2種情況進行說明。
1. “沒有覆蓋equals()方法”的情況
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的測試程式。
*
* @author skywang
* @emai [email protected]
*/
public class EqualsTest1{
public static void main(String[] args) {
// 新建2個相同內容的Person物件，
// 再用equals比較它們是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
}
}
執行結果：
false結果分析：
我們通過 p1.equals(p2) 來“比較p1和p2是否相等時”。實際上，呼叫的Object.java的equals()方法，即呼叫的 (p1==p2) 。它是比較“p1和p2是否是同一個物件”。
而由 p1 和 p2 的定義可知，它們雖然內容相同；但它們是兩個不同的物件！因此，返回結果是false。
2. "覆蓋equals()方法"的情況
我們修改上面的EqualsTest1.java：覆蓋equals()方法。
程式碼如下 (EqualsTest2.java)：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的測試程式。
*
* @author skywang
* @emai [email protected]
*/
public class EqualsTest2{
public static void main(String[] args) {
// 新建2個相同內容的Person物件，
// 再用equals比較它們是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆蓋equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一個物件返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判斷是否型別相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}執行結果：
true結果分析：
我們在EqualsTest2.java 中重寫了Person的equals()函式：當兩個Person物件的 name 和 age 都相等，則返回true。
因此，執行結果返回true。
講到這裡，順便說一下java對equals()的要求。有以下幾點：
1. 對稱性：如果x.equals(y)返回是"true"，那麼y.equals(x)也應該返回是"true"。
2. 反射性：x.equals(x)必須返回是"true"。
3. 類推性：如果x.equals(y)返回是"true"，而且y.equals(z)返回是"true"，那麼z.equals(x)也應該返回是"true"。
4. 一致性：如果x.equals(y)返回是"true"，只要x和y內容一直不變，不管你重複x.equals(y)多少次，返回都是"true"。
5. 非空性，x.equals(null)，永遠返回是"false"；x.equals(和x不同型別的物件)永遠返回是"false"。
第2部分 equals() 與 == 的區別是什麼？
== : 它的作用是判斷兩個物件的地址是不是相等。即，判斷兩個物件是不試同一個物件。
equals() : 它的作用也是判斷兩個物件是否相等。但它一般有兩種使用情況(前面第1部分已詳細介紹過)：
情況1，類沒有覆蓋equals()方法。則通過equals()比較該類的兩個物件時，等價於通過“==”比較這兩個物件。
情況2，類覆蓋了equals()方法。一般，我們都覆蓋equals()方法來兩個物件的內容相等；若它們的內容相等，則返回true(即，認為這兩個物件相等)。
下面，通過示例比較它們的區別。
程式碼如下：
import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc equals()的測試程式。
*
* @author skywang
* @emai [email protected]
*/
public class EqualsTest2{
public static void main(String[] args) {
// 新建2個相同內容的Person物件，
// 再用equals比較它們是否相等
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
System.out.printf("%s\n", p1.equals(p2));
}
/**
* @desc Person類。
*/
private static class Person {
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* @desc 覆蓋equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj == null){
return false;
}
//如果是同一個物件返回true，反之返回false
if(this == obj){
return true;
}
//判斷是否型別相同
if(this.getClass() != obj.getClass()){
return false;
}
Person person = (Person)obj;
return name.equals(person.name) && age==person.age;
}
}
}執行結果：
p1.equals(p2) : true
p1==p2 : false結果分析：
在EqualsTest3.java 中：
(01) p1.equals(p2)
這是判斷p1和p2的內容是否相等。因為Person覆蓋equals()方法，而這個equals()是用來判斷p1和p2的內容是否相等，恰恰p1和p2的內容又相等；因此，返回true。
(02) p1==p2
這是判斷p1和p2是否是同一個物件。由於它們是各自新建的兩個Person物件；因此，返回false。
第3部分 hashCode() 的作用
hashCode() 的作用是獲取雜湊碼，也稱為雜湊碼；它實際上是返回一個int整數。這個雜湊碼的作用是確定該物件在雜湊表中的索引位置。
hashCode() 定義在JDK的Object.java中，這就意味著Java中的任何類都包含有hashCode() 函式。但是如何子類不重寫hashCode()方法，那麼子類物件的hashCode值是一個不定值，總在變換，所以在JAVA中，基本型別，和String 都重寫了hashCode 方法和equals方法，這樣保證了每個物件都有唯一的雜湊值， equals方法比較的是兩個物件的本身內容。
所以往HashSet集合中新增元素的時候，我們會先判斷元素的雜湊值，在雜湊表中是否存在，如果存在，再用equals比較兩個元素是否相等，如果相同，就不新增，如果不相同，就在連結串列頭新增新的元素。
HashMap的底層是用hash陣列和單向連結串列實現的 ，當呼叫put方法是，首先計算key的hashcode，定位到合適的陣列索引，然後再在該索引上的單向連結串列進行迴圈遍歷用equals比較key是否存在，如果存在則用新的value覆蓋原值，如果不存在，則插入單向連結串列的頭部（而不是向後追加）。HashMap的兩個重要屬性是容量capacity和載入因子loadfactor，預設值分佈為16和0.75，當容器中的元素個數大於 capacity*loadfactor時，容器會進行擴容resize 為2n，在初始化Hashmap時可以對著兩個值進行修改，負載因子0.75被證明為是效能比較好的取值，通常不會修改，那麼只有初始容量capacity會導致頻繁的擴容行為，這是非常耗費資源的操作，所以，如果事先能估算出容器所要儲存的元素數量，最好在初始化時修改預設容量capacity，以防止頻繁的resize操作影響效能。