HashMap 为不同的内容产生相同的 hashCode

Question

我有以下单元测试：我创建了 2 个不同的自定义类型变量的对象。我比较了他们的哈希码，它只是返回他们名字的哈希码，即 String.hashCode()。

然后我创建 2 个 HashSet，每个都包含一个变量并比较集合的哈希码。

正如预期的那样，在这两种情况下，哈希码都不同。

但是，如果我创建一个名称为索引、变量为值的 HashMap，则断言失败，即它们比较相同。这是为什么呢？

使用 Oracle Java 1.8。

编辑：我可以添加另一个保证：Assert.assertNotEquals(map1, map2); 也成立。 此外，我认为我正确地解释了这句话：

地图的哈希码定义为地图的哈希码之和 地图的 entrySet() 视图中的每个条目。这确保了 m1.equals(m2) 意味着 m1.hashCode()==m2.hashCode() 对于任何两个 地图 m1 和 m2，根据总合同的要求 对象.hashCode()。 取自http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/AbstractMap.html#hashCode%28%29

@Test
public void test() {
    // this assertion holds
    Assert.assertNotEquals(new Variable("x").hashCode(), new Variable("y").hashCode());

    Set<Variable> set1 = new HashSet<>();
    set1.add(new Variable("x"));
    Set<Variable> set2 = new HashSet<>();
    set2.add(new Variable("y"));
    // this assertion also holds
    Assert.assertNotEquals(set1.hashCode(), set2.hashCode());

    HashMap<String, Variable> map1 = new HashMap<>();
    map1.put("x", new Variable("x"));
    HashMap<String, Variable> map2 = new HashMap<>();
    map2.put("y", new Variable("y"));
    // why does this assertion fail?
    Assert.assertNotEquals(map1.hashCode(), map2.hashCode());
}

这是类变量的定义。

public class Variable {
    private String name;

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

    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode();
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null || !(obj instanceof Variable))
            return false;
        return name.equals(((Variable) obj).name);
    }
}

Answer 1

AbstractMap.Entry 和 HashMap.Entry 的 Oracle 实现将 hashCode 定义为：

public int hashCode() {
    return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^
           (value == null ? 0 : value.hashCode());
}

注意 XOR 运算符。如果键和值都具有相同的哈希码，它们将在异或时抵消，并且该条目的整体哈希码将为 0。

这发生在您的代码中，因为 Variable 的哈希码与您传递给它的字符串相同，并且这些字符串与键相同。

值得注意的是，不保证不同的对象具有不同的哈希码。哈希码的唯一保证是相等的对象将具有相等的哈希码。如果散列函数好，不相等的对象通常会有不同的散列码，但这不是保证。

事实证明，这不仅仅是理论上的可能性。在真实的程序中是很有可能的！

接下来的逻辑问题是：我怎样才能避免这种情况？ HashMap 是一种我非常喜欢按名称索引的符号表。而且 atm 我没有更多有用的类变量成员可以包含在 equals() 和 hashCode() 中。有什么想法吗？

您可以为 Variable 提供与内置 String 实现不同的哈希码。一个简单的方法是使用 stock 实现，但 change the multiplier from 31 使用其他素数。

例如：

private int hash;

@Override public int hashCode() {
    int h = hash;
    if (h == 0) {
        int len = name.length();
        h = 1;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            h = 47*h + name.charAt(i);
        }
        hash = h;
    }
    return h;
}

这是 OpenJDK 的 String.hashCode() 实现的修改版本。我添加了h = 1，所以即使是 1 个字符的字符串也会有所不同。

Answer 2

这只是巧合。 hashCode() 的 HashMap.Node 实现（HashMap#hashCode() 使用）是

public final int hashCode() {
    return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}

其中key 和value 具有相同的hashCode。例如，key 是 "x"，value 是使用 name 的 "x"（它用于其 hashCode）创建的 Variable 对象。换句话说，"x".hashCode() 和 new Variable("x").hashCode() 是相等的。

任何value ^ value 都等于0。因此，您的地图的hashCode 对于两个地图都是0。