使用HashMap时为什么要重写hashCode和equals

Hash算法

在说HashMap之前先来了解一下Hash算法。在数据结构中学习过线性表，我们知道在线性表中查询一个值最坏的情况可能是从头遍历到尾，其平均时间复杂度为O(n),并不理想，而hash表能将查询的时间复杂度降为O(1),因为Hash算法会通过hash函数计算出地址直接取值，其查询次数只有一次。
通过下面例子简单了解一下hash表的查询方式，下面是一个hash表，首先假设hash函数为n%10,hash函数计算出来的结果就是其hash表中该元素的地址，所以10、13和26的存出结果如下图。

可能实际的hash函数能很好地避免地址的冲突，但是还是有地址冲突的可能性，比如10和20。java中hashMap解决方式是"链地址法"，如下图，将hash值冲突的值使用链表连接起来，这样查询到地址0的时候就会依次比较10和20，看到底哪个才是要找的。

HashMap

下面来了解什么是HashMap，“Map集合即Key-Value的集合，前面加个Hash，即散列，无序的。所以HashMap即散着的,无序的Key-Value集合”,这是最初我看到的一个对我个人而言比较好理解的解释。当我们使用的hashMap的键值为对象的时候可能就要重写hashCode和eqals。
先看下面一段代码

public class User {
	private String name;
	private String password;
	public User() {
		super();
	}
	public User(String name, String passed) {
		super();
		this.name = name;
		this.passed = passed;
	}
	
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		User user1=new User("name", "passed");
		User user2=new User("name", "passed");
		//定义hashMap
		HashMap<User, String> hashmap=new HashMap<User,String>();
		//添加
		hashmap.put(user1, "value1");
		//通过user2获取添加的value
		String str=hashmap.get(user2);
		System.out.println("输出结果："+str);
	}
}

通过代码可知，实体类User中只有两个属性name和password，Main函数中声明了两个User的实例，他们的两个属性都是相同的，那我们现在希望使用user2取出user1对应的value值，看下是否能成功。
运行结果：

输出结果：null

为什么不是想象的结果呢。因为当我们向hashmap添加user1时，hashmap首先会调用User的hashCode来计算hash值作为地址，因为本例中没有重写hashCode方法，所以hashmap是调用的Object的hashCode方法来计算hash值，Object中hashCode计算出来的hash值其实就是对象的地址，所以user1与user2存储的的地址肯定不同，下面就重写User的hashCode

@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		result = prime * result + ((passed == null) ? 0 : passed.hashCode());
		return result;
	}

运行结果：

输出结果：null

运行结果还是null，既然重写了hashCode方法，寻找user2时候理论上是能够正确寻找到user1存储地址的，为什么结果还是null？这里就要了解一下HashMap找到地址后动作。前面已经说过，java中HashMap解决hash值冲突，使用了链地址法，也就是在通过user2获取user1的value的时候并不是通过User重写的hashCode计算出user2的地址后就直接从该地址中取相应的值，而是还要调用equals方法来进行比较，这就和没有重写hashCode造成错误的原因类似了，没有重写equals方法，就要被迫调用Object类的equals方法，而Object类的equals方法是直接比较两个对象的内存地址，所以输出结果是null。
现在重写equals方法

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		User other = (User) obj;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		if (passed == null) {
			if (other.passed != null)
				return false;
		} else if (!passed.equals(other.passed))
			return false;
		return true;
	}

运行结果：

输出结果：value1

成功。

总结

由上面的分析可知，当键值为对象类型的时候就需要重写hashCode和equals方法。