软件构造 Blog-4 Mutable类与Set的一些事
今天上课的时候，Mr.Wang提到这么一点（意思类似但是具体的表述可能有所不同）：有些mutable的对象，加入Set之后，如果改变其值，会出现找不到该值的情况。并且在下课后，用了一段代码更加仔细的表述了一下这个问题。（伪）代码如下：
StringBuilder a = new StringBuilder("a"); Set s = new HashSet(); s.add(a); System.out.println(s.contains(a)); ===>true a.append("b"); System.out.println(s.contains(a)); ===>true List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("a"); Set<List<String>> set = new HashSet<List<String>>(); set.add(list); System.out.println(set.contains(list)); ==>true list.add("b"); System.out.println(set.contains(list)); ==>false
在刚下课的时候其实就和室友讨论了一下这个问题，认为就是hashCode的问题，但是没有进行深入的实验，后来Mr.Wang的说法证实了我们的猜想。然而在给出的例子里使用的都是已经定义好的mutable的类型，不好直接说明情况，然后出于一种好奇，我又忙（bu）里（xie）偷（shi）闲（yan）的用代码说明一下，于是我先写了下面的代码：
public class testMutable {
public static void main(String [] args){
String label = "name";
Set<TestClass> setInstance = new HashSet<>();
TestClass testClass1 = new TestClass(label);
//先加入mutable的对象
setInstance.add(testClass1);
System.out.println(setInstance.contains(testClass1));
String something = "something";
//更改mutable对象的field
testClass1.add(something);
System.out.println(setInstance.contains(testClass1));
}
}
class TestClass{
private final String label;
public Set<String> set;
//此处是一个mutable的类
public TestClass(String label){
this.label = label;
set = new HashSet<>();
}
public String getLabel(){
return this.label;
}
public void add(String something){
set.add(something);
}
}
测试的结果为
true true
出现这个结果是跟StringBuilder的结果是一致的，但和Lisr的结果不一样。由于猜测是因为hashCode的问题，因此我重写了TestClass类的hashCode方法。
重写的方法如下：
@Override
public int hashCode(){
int result = 17;
result = result * 31 + label.hashCode();
result = result * 31 + set.hashCode();
return result;
}
然后的测试结果就变成了
true false
可以看到这样的结果就可以说明hashCode方法对于HashSet判断是否出现有着重要的关系。但是如果我不重写hashCode方法，而是重写equals方法会不会有相同的效果呢。
注释掉已写的hashCode方法，又写了下面的一个equals方法。
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(obj == this)
return true;
if(obj instanceof TestClass) {
TestClass testClass = (TestClass) obj;
if(testClass.getLabel().equals(this.getLabel())) {
if(testClass.set == this.set)
return true;
if(testClass.set.size() != this.set.size())
return false;
else {
return this.set.containsAll(testClass.set);
}
}
return false;
}
return false;
}
测试结果变成了
true true
于是，我们可以说hashCode确实在HashSet的判断重复和是否存在有着很大的作用。但是，我又发现了下面一个问题（这表明不想让我写实验的事实）我将测试的主函数改成了下面的样子：
public class testMutable {
public static void main(String [] args){
String label = "name";
Set<TestClass> setInstance = new HashSet<>();
TestClass testClass1 = new TestClass(label);
setInstance.add(testClass1);
System.out.println("Contains testClass1: " + setInstance.contains(testClass1));
String something = "something";
testClass1.add(something);
System.out.println("After add something: "+setInstance.contains(testClass1));
System.out.println("set has " + setInstance.size());
TestClass testClass2 = new TestClass(label);
testClass2.set = testClass1.set;
System.out.println("Add testClass2: " + setInstance.add(testClass2));
System.out.println("Contains testClass2: " + setInstance.contains(testClass2));
System.out.println("set has " + setInstance.size());
}
}
测试的结果就变成了
Contains testClass1: true
After add something: false
set has 1
Add testClass2: true
Contains testClass2: true
set has 2
在最开始的时候，我以为是一个错误。其实是因为我在增加testClass1的时候由于已经更改过所以导致testClass1的hashCode就改变了。这样我在第二次加入一个相同的哈希值的testClass2的时候，才可以加进去。
其实HashSet的底部是一个HashMap来具体实现的，所以我们很多对于集合的理解都可以借用HashMap的理解。在判断是不是相等的时候，其实先使用的是判HashCode是不是相同的然后再使用equals的方法来进行。
更多详细的介绍，希望大家去Java Set集合的详解看一下，确实感觉看完之后会明白更多。
后记
这篇blog本来是周三开始写的，准备当晚就写完的，结果一直匆匆忙忙的拖到周六才写的差不多，而且也很水。感觉自己应该提高一下效率了。
