覆盖 equals 和 hashCode 如何影响在 Java 的 Map 中使用错误的散列函数存储数据？

Question

我有一个 class，Employee，比方说，我的 hashCode 这个 class 函数真的很糟糕（假设它总是 return一个常数）。我的代码如下所示。

public class Employee {
 private String name;

 public Employee(String name) {
  this.name = name;
 }

 @Override
 public int hashCode() { return 1; }

 @Override
 public boolean equals(Object object) {
  if(null == object || !(object instanceof Employee)) {
   return false;
  }
  Employee other = (Employee)object;
  return this.name.equals(other.name);
 }
}

假设我想使用 Employee 作为 Map 中的键，因此我可以执行如下操作。

public static void main(String[] args) {
 Map<Employee, Long> map = new HashMap<>();
 for(int i=0; i < 1000; i++) {
  map.put(new Employee("john"+i, 1L));
 }
 System.out.println(map.size());
}

为什么当我运行这段代码时，我总是得到 1,000 作为大小？

使用Employee作为key在下面的意义上似乎是"good"。

它是不可变的
equals 的两名员工总是生成相同的哈希码

我期望的是，既然hashCode的输出总是1，那么map.size()应该总是1。但事实并非如此。为什么？如果我有一个 Map<Integer,Integer>，然后我做 map.put(1, 1)，然后是 map.put(1, 2)，我只希望大小为 1。

equals 方法一定在这里发挥了作用，但我不确定如何发挥作用。

感谢任何指点。

Answer 1

你的循环

for(int i=0; i < 1000; i++) {
    map.put(new Employee("john"+System.currentTimeMillis(), 1L));
}

在几毫秒内执行，因此 System.currentTimeMillis() 将为循环的绝大多数迭代返回相同的值。因此，您的数百个约翰将拥有完全相同的名字和号码。

然后，我们有 java 的智障 Map，它没有 add() 方法，（如果该项目已经存在，我们可以合理地期望抛出异常， ) 但它只有一个 put() 方法，可以添加或替换项目，而不会失败。因此，您的大部分 johns 都被后续的 johns 覆盖，地图大小没有任何增加，并且没有任何异常被抛出以提示您做错了什么。

此外，您似乎对错误的 hashCode() 函数在地图上的确切影响有些困惑。错误的 hashCode() 只会导致冲突。哈希图中的碰撞不会导致项目丢失；它们只会导致地图的内部结构效率不高。本质上，常量 hashCode() 将导致退化映射，其内部看起来像一个链表。它对于插入和删除都是低效的，但是不会因此丢失任何项目。

项目将由于错误的 equals() 方法而丢失，或者由于用更新的项目覆盖它们。（您的代码就是这种情况。）

Answer 2

如果您的哈希码对于每个条目都相同，那么您的时间复杂度将为 O(n)，因为哈希码会创建存储桶来存储您的元素。如果您只创建一个桶，那么您必须遍历整个桶才能获取您的元素。

但是，如果您的哈希码对于每个元素都是唯一的，那么您将拥有一个唯一的桶，并且只需要遍历一个元素。

桶查找（哈希）的复杂度为 O(1)，因此哈希码越好，时间复杂度就越高。

Answer 3

我认为您误解了 HashMap 中的 HashBuckets 的用途。当您将两个不相等但具有相同 hashCode 的 Objects 放入 HashMap 中时，两个元素将出现在相同 HashBucket 中的 Hashmap 中.仅当 HashMap 中存在与现有元素具有相同 hashCode 且 equals 的元素时，才会覆盖该元素。

HashBuckets使得HashMap查找速度快，因为在查找元素时，只需要考虑hashCode对应的HahsBucket中的元素.这就是为什么写一个常量的 HashFunction 通常不是一个好主意。

Answer 4

迈克关于造成这种情况的原因的回答是正确的。但它发生的真正原因是：

在 HashMap 的 put 方法中，它首先检查每个条目的哈希码。如果哈希码等于新密钥的哈希码，那么它会检查 .equals()。如果 equals() return 为真，它只是用新对象替换现有对象，否则添加新的键值对。这就是它被破坏的地方。因为某些东西你的 equals() 函数会 return true 因为 currentMilliSeconds 有时它不会因此每次都有不同的大小。

注意下面代码中的equals (java HashMap).

public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key.hashCode());
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

Answer 5

您的 hashcode 必须符合某些要求，例如相等的对象应该 return 等于 hashcode。但是你的实现并不可靠，那么它会带来性能问题，如果你的许多对象具有相同的 hashcode 你的查找只是变成 O(N) 而不是 O(1)。在您的情况下，它只是将所有项目放在 List 中。所以大小是1000.

覆盖 equals 和 hashCode 如何影响在 Java 的 Map 中使用错误的散列函数存储数据？

How does overriding equals and hashCode impacts storing data in a Map in Java with a bad hashing function?

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