11.Object方法

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。

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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

1. 自反性，对于任何非null的引用值x，x.equals(x)必须反回true
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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

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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;
  } 

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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

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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 ]
  

参考文献

1.http://www.cnblogs.com/gw811/archive/2012/10/07/2712252.html