综述
Object是Java中所有类的父类,对它的学习十分的重要, Object的函数除了final方法,基本上都是被设计为要被覆盖的(Override),这节我们就一起来学习这些函数。
1.equals函数
/*equals的源代码*/
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
从源代码中我们可以看出来,不重写equals函数的话,一个对象只会与它本身相等,因此对于"值类"(String、Integer等)我们往往需要覆盖其equals函数。
覆盖equals时需要保证的几个条件
- 自反性,对于任何非null的引用值x,x.equals(x)必须反回true
- 对称性,对于任何非null的引用值x,y,当且仅当y.equals(x)返回true时,x.equals(y),才返回true.
- 传递性,对于任何非null的引用值x,y,z,如果x.equals(y)返回true,并且y.equals(z)返回ture,那 么x.equals(z)也必须返回true.
- 一致性,对于任何非null的引用值x,y,只要equals比较操作的两个对象中所用的信息没有被修改,多次 调用x.equals(y)就会一致的返回true,或者一致的返回false.
- 对于任何的非null的值x,x.equals(null),必须返回false
覆盖equals时必须要覆盖hashCode函数
Java中有如下的"约定"
equals()返回true------------------->hashCode()值相等//这个也是覆盖equals函数必须覆盖hashCode函数的原因之一
hashCode值相同------推不出--------equals()结果
a==b --------------------->equals()值为true
instanceOf返回false------------------>equals()值为false
重点:只覆盖equals函数不覆盖hashCode函数会有什么问题?
final class PhoneNumber{
private final int areaCode;
private final int prefix;
private final int lineNumber;
public PhoneNumber(int areaCode,int prefix,int lineNumber){
this.areaCode=areaCode;
this.prefix=prefix;
this.lineNumber=lineNumber;
}
@Override
public boolean equals(Object obj){
if(obj==this) return true;
if(!(obj instanceof PhoneNumber)) return false;
PhoneNumber o=(PhoneNumber) obj;
return o.lineNumber==this.lineNumber
&&o.prefix==this.prefix
&&o.areaCode==this.areaCode;
}
}
main 函数
public static void main(String[] args) {
Map<PhoneNumber,String> map=new HashMap<>();
map.put(new PhoneNumber(1,2,10),"AAA");
map.put(new PhoneNumber(4,6,20),"BBB");
System.out.println(new PhoneNumber(1,2,10).equals(new PhoneNumber(1,2,10)));
System.out.println(new PhoneNumber(1,2,10).hashCode()==new PhoneNumber(1,2,10).hashCode());
System.out.println(map.get(new PhoneNumber(1,2,10)));
}
答案和解析
这段代码有三个输出流,而且PhoneNumber类并没有覆盖hashCode函数
1.验证equals函数,输出true,可以看出没有覆盖hashCode函数对equals没有什么影响
2.验证hashCode函数,由于没有覆盖HashCode函数,调用的是Object类的hashCode函数,两个类就算值是相同的,hashCode值也是不一样的,输出为false
3.Map中插入了一条数据key:new PhoneNumber(1,2,10) value:AAA,但是使用get函数的时候却找不到这个值了(输出null),这是因为没有遵循java中重写equals不重写hashCode函数的原因。
具体的原因:
HahMap底层是一个数组Entry[],每个数组元素是一个单链表,插入数据和获取数据的过程基本如下(过滤掉细节)
a.插入数据过程
- 根据Key值计算数据下标index,HashMap中index的计算是这样的,index=key.hashCode()^value.hashCode() //省去进行算法数运算
- 计算出下标之后在到对应的单链表中进行查找key,找到了就替换value,找不到就插入k-V
b.查找数据过程
- 计算index,index=key.hashCode()^value.hashCode(),但是这里的Key.hashCode值与插入的时候由于是不同的对象,所以hashCode值是不一样的
- index不一样,所以在对应的单链表中就找不到对应的数据
结论:
1.遵循Java规范,覆盖equals()时应该覆盖hashCode()的值
2.覆盖hashCode之后输出结果改变
@Override
public int hashCode(){
return this.areaCode^this.prefix^this.lineNumber;
}
//输出结果
true
true
AAA
2.HashCode函数
/*Object 中的hashCode函数*/
public native int hashCode();
//是一个native函数,也就是不是用Java开发的
问题:它是怎么编写的?----先留着
2.1HashCode函数的编写规范
- 可用性--"相同"的对象的hashCode值是相同的
- 说明:这个hashCode是可用的,但是所有对象的hashCode值都是一样的,散列表就回退化为单链表
@Override
public int hashCode(){
return 1;
}
- 高质量的HashCode要求相同的对象HashCode相同,不相同的对象的HashCode不相同-------怎么设计感觉是一个难题
- 对于散列表来说,希望散列表各个分支的长度相差不大
- 对于原始的HashCode函数
- 有些朋友误以为默认情况下,hashCode返回的就是对象的存储地址,事实上这种看法是不全面的,确实有些JVM在实现时是直接返回对象的存储地址,但是大多时候并不是这样,只能说可能存储地址有一定关联。下面是HotSpot JVM中生成hash散列值的实现:
static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self, oop obj) {
intptr_t value = 0 ;
if (hashCode == 0) {
// This form uses an unguarded global Park-Miller RNG,
// so it's possible for two threads to race and generate the same RNG.
// On MP system we'll have lots of RW access to a global, so the
// mechanism induces lots of coherency traffic.
value = os::random() ;
} else
if (hashCode == 1) {
// This variation has the property of being stable (idempotent)
// between STW operations. This can be useful in some of the 1-0
// synchronization schemes.
intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
} else
if (hashCode == 2) {
value = 1 ; // for sensitivity testing
} else
if (hashCode == 3) {
value = ++GVars.hcSequence ;
} else
if (hashCode == 4) {
value = intptr_t(obj) ;
} else {
// Marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state
// This is probably the best overall implementation -- we'll
// likely make this the default in future releases.
unsigned t = Self->_hashStateX ;
t ^= (t << 11) ;
Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
unsigned v = Self->_hashStateW ;
v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
Self->_hashStateW = v ;
value = v ;
}
value &= markOopDesc::hash_mask;
if (value == 0) value = 0xBAD ;
assert (value != markOopDesc::no_hash, "invariant") ;
TEVENT (hashCode: GENERATE) ;
return value;
}
3.toString函数
/*Object类的toStrign函数*/
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
//toString函数默认输出的是类名+@+hashCode()
建议每个字类都重写toString函数,并且建立相关的文档
4.谨慎的覆盖clone
/*Object中的clone函数*/
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
4.1 数组是支持clone()操作的
利用这个函数我们可以复制一个"独立"的数组
int[] arrays=new int[]{1,2,3,4};
int[] copyArray=arrays.clone();//这里好像自动转换类型了?
System.out.println(Arrays.toString(copyArray));
这里独立的意思是这两个数组的地址是不一样的,如果这样写就不是独立的数组,int[] refArray=arrays;只是原来的数组上加了一个指针。
4.2 覆盖clone()函数需要注意的地方
1.必须要实现Clonable接口,不然就算覆盖了clone()函数,也会抛出ClonenotSupportException
我们奇怪的发现Cloneable竟然是空的,那么我们为什么要实现Cloneable接口呢?-----参考文献1
其实Cloneable接口仅仅是一个标志,而且这个标志也仅仅是针对 Object类中 clone()方法的,如果 clone 类没有实现 Cloneable 接口,并调用了 Object 的 clone() 方法(也就是调用了 super.Clone() 方法),那么Object 的 clone() 方法就会抛出 CloneNotSupportedException 异常。
2.深层次的拷贝与潜层次拷贝
- 浅克隆
- 只能复制变量,对于对象,只复制他的引用
public class TaskTimeoutDemo extends Object implements Cloneable{
public static void main(String[] args) {
Inner inner=new Inner(22);
MyClass myclass=new MyClass(20,"yangyun",inner);
try {
MyClass copyOfClass=myclass.clone();
inner.setNum(90);
System.out.println(copyOfClass);
System.out.println(myclass);
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class MyClass implements Cloneable{
public int age;
public String name;
public Inner inner;
public MyClass(int age,String name,Inner inner){
this.age=age;
this.name=name;
this.inner=inner;
}
@Override
public MyClass clone() throws CloneNotSupportedException{
MyClass copyOfMyClass=(MyClass) super.clone();
return copyOfMyClass;
}
@Override
public String toString(){
return super.toString()+" ["+age+":"+name+inner+"]";
}
}
class Inner implements Cloneable{
private int num;
public Inner(int num){
this.num=num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
@Override
public String toString(){
return String.format("%d ",num);
}
}
输出结果:
MyClass@4deb1dbd [20:yangyun90 ]
MyClass@77700f3d [20:yangyun90 ]
- 深克隆
- 对于对象,也完整的复制一份
public class TaskTimeoutDemo extends Object implements Cloneable{
public static void main(String[] args) {
Inner inner=new Inner(22);
MyClass myclass=new MyClass(20,"yangyun",inner);
try {
MyClass copyOfClass=myclass.clone();
inner.setNum(90);
System.out.println(copyOfClass);
System.out.println(myclass);
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class MyClass implements Cloneable{
public int age;
public String name;
public Inner inner;
public MyClass(int age,String name,Inner inner){
this.age=age;
this.name=name;
this.inner=inner;
}
@Override
public MyClass clone() throws CloneNotSupportedException{
MyClass copyOfMyClass=(MyClass) super.clone();
copyOfMyClass.inner=inner.clone();
return copyOfMyClass;
}
@Override
public String toString(){
return super.toString()+" ["+age+":"+name+inner+"]";
}
}
class Inner implements Cloneable{
private int num;
public Inner(int num){
this.num=num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
@Override
public Inner clone(){
Inner copyOfInner=null;
try {
copyOfInner = (Inner) super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
e.printStackTrace();
}
return copyOfInner;
}
@Override
public String toString(){
return String.format("%d ",num);
}
}
//输出结果
MyClass@27abcd5e [20:yangyun22 ]
MyClass@28d2e37 [20:yangyun90 ]