Java:不得不知的Object类
Class Object is the root of the class hierarchy.
Object类是所有类的顶级父类,任何一个对象(除了基本类型)都实现了Object类的方法,包括数组。
一、equals
public boolean equals(Object obj)
1、equals与==有啥区别?
我们通常会见到一类问题:==
和equals
有啥区别?每次见到这种问题,都有一种模棱两可的感觉,这次完完整整地总结一波:
从Object类中的equals方法作为切入点,我们看看它的源码:
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
事实上,在Object类中,a.equals(b)等价于a==b,即判断两个对象是否具有相同的引用。
==
对于基本数据类型,判断数值是否相等,对于引用数据类型,判断地址值是否相等,也就是是否具有相同的引用。
我们发现,如果两个对象具有相同引用,则equals结果相等。但大多数情况下,这样的判断形式没啥意义,在实际情况下,我们往往需要用equals检测对象状态、属性的相等性,往往会在类中重写equals方法。
我们以String来举例,看看String类中的源码:
//重写注意形参类型必须是Object
public boolean equals(Object anObject) {
//引用相同,必然返回true
if (this == anObject) {
return true;
}
//判断anObject类型是否和String相同
if (anObject instanceof String) {
//anObject向下转型
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
//每个位置上字符逐一比较
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
我们可以发现,如果是两个字符串对象,除了判断是否同一引用,还比较字符串值是否相等(至于字符串的地址相关问题,我们之后再做总结)。同样的例子还有Integer等包装类,如果感兴趣,可以查看源码。
2、equals方法的规范
equals方法实现了非空对象引用的等价关系:
- 自反性(reflexive):对于任何非空引用x,x.equals(x)为true。
- 对称性(symmetric):对于任何非空的引用x和y,当且仅当y.equals(x)返回true时,x.equals(y)返回true。
- 传递性(transitive):对于任何非空引用x、y和z,如果x.equals(y)返回true,而y.equals(z)返回true,那么x.equals(z)也应该返回true。
- 一致性(consistent):如果非空引用x和y的对象没有变化,反复调用x.equals(y)返回相同的结果。
- 对于任何非空引用x,x.equals(null)应该返回false。
3、instanceof 和getClass()
如果equals方法判断双方属于同一类,按照上面的规则编写代码其实比较轻松。但是,如果双方不同类,则关于对称性,就需要考虑用哪种方式判定。
我们通过小测试看看instanceof
和getClass()
的区别:
public class EqualsDemo {
public static void main(String[] args) {
Super aSuper = new Super();
Sub sub = new Sub();
System.out.println(sub.getClass() == aSuper.getClass());//false
System.out.println(sub instanceof Super);//true
}
}
class Super{}
class Sub extends Super{}
可以发现,getClass判断时,子类与父类类型严格不同;而instanceof意味着父类的概念适用于所有子类,相同类。
对于一个要编写equals的类而言:
如果equals的语义在子类中有所改变,则应使用getClass检测。
如果所有的子类都拥有同一的语义,就使用instanceof检测。
4、其他总结
- 重写equals方法时,注意形参类型一定是Object。
- 数组类型的域可以使用Arrays工具类的静态方法
static boolean equals(type[] a,type[] b)
判断是否相等。
int[] a = {1,2,3};
int[] b = {1,2,3};
System.out.println(Arrays.equals(a, b));//true
二、hashCode
public native int hashCode();
Object底层的hashCode方法是native修饰的,不是Java语言编写的,我们要知道:
这个方法将会返回对象的哈希码值,哈希码是整型且没有规律的,也叫做散列码。
我们之前进行过基于JDK1.8的HashMap源码分析,了解到通过哈希函数将键值转化为整型的哈希值,然后通过巧妙的操作,将其映射到数组的各个索引上,利用数组查询快的优势,大大提升了性能。
1、hashCode的规范
- 当equals方法被重写时,应该重写hashCode方法,从而保证两个相等的对象拥有相同的哈希码。
- 程序执行过程中,如果对象的数据没有被修改,则多次调用hashCode方法将返回相同的整数。
- 两个不相等的对象可能具有相同的哈希码,但在实现hashCode方法时应避免太多这样的情况出现。
2、String类的hashCode实现
hash函数非常多样,我们以常见的String类的hashCode实现举例:
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
- 字符串底层是由字符数组组成,当我们传入
"abc"
时,用val[]这个字符数组接收['a','b','c']。 - 然后将字符转化为int,也就是[97,98,99]。
- ((97x31)+98)x31+99 = 96354
三、toString
public String toString()
该方法返回对象的字符串表现形式,结果应该是简洁但信息丰富的表示,便于阅读。建议所有子类都重写此方法。
如果不重写的话,Object类中定义的形式会让人很不爽,以下是toString()源码:
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
返回字符串 = 对象对应运行时类的名称+“@”+对象哈希码的无符号十六进制表示形式
1、打印对象信息
我们可以试一试:
public static void main(String[] args) {
Super s = new Super();
System.out.println(s);
}
//输出结果
com.my.objectClass.equals.Super@677327b6
System.out.println(s);
意思是标准输出s到打印台上,我们看看具体执行的步骤:
public void println(Object x) {
//首先调用String类的valueOf方法,获得s的字符串表现形式
String s = String.valueOf(x);
synchronized (this) {
//打印
print(s);
//换行
newLine();
}
}
我们继续看看这个valueOf
是怎么一回事:
public static String valueOf(Object obj) {
//如果为null,则输出"null",非空则调用toString()
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
至此,我们可以知道,我们在试图打印对象的时候,都会调用对象的toString方法,我们可以试着重写该方法,则测试的时候能够快速清晰地定位。
2、论优雅打印数组
数组也是一种特殊的类型,我们通过打印可以发现,他的结果比较离谱,看上去比较奇怪,具体规则可以查看官方文档Class类的getName()方法。
int[] arr = {1,2,3};
System.out.println(arr);//[I@14ae5a5
总之,我们总是希望我们打印出来的是,数组中的数整整齐齐排列着的,对吧。
我们可以利用Arrays工具类的静态方法toString方法,优雅地打印数组:
public static String toString(int[] a) {
if (a == null)
return "null";
int iMax = a.length - 1;
if (iMax == -1)
return "[]";
StringBuilder b = new StringBuilder();
b.append('[');
for (int i = 0; ; i++) {
b.append(a[i]);
if (i == iMax)
return b.append(']').toString();
b.append(", ");
}
}
3、自定义toString方法
既然是自定义,那么就没啥严格规定,为了测试数据的时候更加清晰,可以想想适合自己的打印信息的方法。
现在的IDE一般都是支持根据字段,自动生成toString方法的,比如我是用的IDEA,按住Alt
和Ins
键就可以快速生成。
public class EqualsDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(new Person());
}
}
class Person{
String name = "天乔巴夏丶";
int age = 18;
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
//测试结果
Person{name='天乔巴夏丶', age=18}
五、其他重要方法
至此,已经总结了Object中三个比较重要的方法,其他的诸如
- 并发编程相关的wait()、notify()、notifyAll()等方法
- 用于垃圾回收终结的finalize()方法
- 用于创建对象副本的clone()方法
- 用于获取对象运行时类信息getClass()的方法
这些方法,我们之后再做总结。
参考资料:《Java核心技术卷Ⅰ》
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