一个由List.removeAll()失效引发的思考

古城微笑少年丶 2022-06-08 12:24 426阅读 0赞

# 前言： #

本来以为是个错误使用的问题，稍微那么深究一下，发现脑海中，关于这个部分的知识库存已经告急了，可不能啊。

#  removeAll() 失效重现 #

今天做一个批量删除的功能，我使用了 List.removeAll()这个方法，但是该代码执行前后，被操作的列表的 size 并没由发生改变。

排查了一下，是因为两个列表中存储对象不同的原因。

为了更加清楚的理解，我写了简单的小例子，复现了错误的场景：

实体类：

构建场景：

ArrayList<Bean> allStudents = new ArrayList<>();
 ArrayList<Bean> boyStudents = new ArrayList<>();
 
 
 for (int i = 0; i < 10 ; i++) { 
 Bean bean = new Bean(i,"name is "+i,"address is "+i);
 allStudents.add(bean);
 
 }
 
 
 for (int i = 0; i < 5 ; i++) { 
 Bean bean = new Bean(i,"name is "+i,"address is "+i);
 boyStudents.add(bean);
 
 }
 
 System.out.println("allStudents.size()------before-------------->"+allStudents.size());
 System.out.println("remove result : "+allStudents.removeAll(boyStudents));
 System.out.println("allStudents.size()-------after-------------->"+allStudents.size());

输出结果是：

allStudents.size()------before-------------->10
    remove result : false
    allStudents.size()-------after-------------->10

#  但是，换 String 对象执行 removeAll() 竟然可以成功！ #

因为操作对象不同，这是一个很简单的原因，但是接下来要实验的另一个小例子，绝对让你非常吃惊，我们讲Bean 替换成 String 字符串试一下。

ArrayList<String> allStudents = new ArrayList<>();
 ArrayList<String> boyStudents = new ArrayList<>();
 for (int i = 0; i < 10 ; i++) { 
 String bean = "name is "+i+"address is "+i;
 allStudents.add(bean);
 
 }
 
 
 for (int i = 0; i < 5 ; i++) { 
 String bean = "name is "+i+"address is "+i;
 boyStudents.add(bean);
 
 }
 
 System.out.println("allStudents.size()------before-------------->"+allStudents.size());
 System.out.println("remove result : "+allStudents.removeAll(boyStudents));
 System.out.println("allStudents.size()-------after-------------->"+allStudents.size());

输出结果是 ：

allStudents.size()------before-------------->10
    remove result : true
    allStudents.size()-------after-------------->5

# 揭开这一切的面纱 #

从打印结果很明白的看到，removeAll() 成功执行。String也是对象，为什么会这样？代码不会说谎，我们去源码中去寻找答案。  
从源码中发现，ArrayList 执行 removeAll() 方法流程如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDUyNjIz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
通过控制变量法分析，很容易就聚焦到 `equals()`这个方法，这个方法是 Object 的方法,默认实现是比较对象在内存的地址。

public boolean equals(Object obj) { 
           return (this == obj);
       }

再看一下 String 中 equals() 方法，重写了 Object 的这个方法，不再是比较地址，而是比较字符串是否相同。

public boolean equals(Object anObject) { 
         if (this == anObject) { 
             return true;
         }
         if (anObject instanceof String) { 
             String anotherString = (String) anObject;
             int n = count;
             if (n == anotherString.count) { 
                 int i = 0;
                 while (n-- != 0) { 
                     if (charAt(i) != anotherString.charAt(i))
                             return false;
                     i++;
                 }
                 return true;
             }
         }
         return false;
     }

这样的话，引发了一个思考，也就是说，如果自定义对象，重写 equals() 中的实现，也是可以实现非相同对象的情况下，成功 removeAll()的。这里我用 上面例子的 Bean 实体类简单实验一下：

public class Bean { 
    
        private int id;
        private String name;
        private String address;
    
        public Bean(int id, String name, String address) { 
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.address = address;
        }
    
    
        @Override
        public boolean equals(Object o) { 
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    
            Bean bean = (Bean) o;
    
            if (id != bean.id) return false;
            if (!name.equals(bean.name)) return false;
            return address.equals(bean.address);
    
        }
    
        @Override
        public int hashCode() { 
            int result = id;
            result = 31 * result + name.hashCode();
            result = 31 * result + address.hashCode();
            return result;
        }
    }

再次执行第一个例子的程序，ArrayList 成功 removeAll，打印信息如下:

allStudents.size()------before-------------->10
    remove result : true
    allStudents.size()-------after-------------->5

# 重写 equals() 方法一定要符合规范！ #

但是这里我们要特别注意的是，当我们重写 equals() 方法的时候，一定要遵守它的规范,否则在程序使用中，使用错误实现 equals() 的类时可能出现无法预料的问题，而且很有可能，找了很久都定位不到问题在哪！，想想都后背发冷。

以下是 Object 中 equals()的方法说明注释，绝对原汁原味！但是我相信肯定有人看了一遍还是不知道说的啥，非常正常，我看两遍也是，英语渣没办法，只能花更多时间去理解它，因为真的真重要。

/** * Indicates whether some other object is "equal to" this one. * * The {@code equals} method implements an equivalence relation * on non-null object references: * <ul> * <li>It is reflexive: for any non-null reference value * {@code x}, {@code x.equals(x)} should return * {@code true}. * <li>It is symmetric: for any non-null reference values * {@code x} and {@code y}, {@code x.equals(y)} * should return {@code true} if and only if * {@code y.equals(x)} returns {@code true}. * <li>It is transitive: for any non-null reference values * {@code x}, {@code y}, and {@code z}, if * {@code x.equals(y)} returns {@code true} and * {@code y.equals(z)} returns {@code true}, then * {@code x.equals(z)} should return {@code true}. * <li>It is consistent: for any non-null reference values * {@code x} and {@code y}, multiple invocations of * {@code x.equals(y)} consistently return {@code true} * or consistently return {@code false}, provided no * information used in {@code equals} comparisons on the * objects is modified. * <li>For any non-null reference value {@code x}, * {@code x.equals(null)} should return {@code false}. * </ul> * * The {@code equals} method for class {@code Object} implements * the most discriminating possible equivalence relation on objects; * that is, for any non-null reference values {@code x} and * {@code y}, this method returns {@code true} if and only * if {@code x} and {@code y} refer to the same object * ({@code x == y} has the value {@code true}). * * Note that it is generally necessary to override the {@code hashCode} * method whenever this method is overridden, so as to maintain the * general contract for the {@code hashCode} method, which states * that equal objects must have equal hash codes. * * @param obj the reference object with which to compare. * @return {@code true} if this object is the same as the obj * argument; {@code false} otherwise. * @see #hashCode() * @see java.util.HashMap */
 public boolean equals(Object obj) { 
 return (this == obj);
 }

equals 方法实现的时候必须要满足的特性：

**1.（reflexive）自反性：**

对于任何非 null 的引用值 x,x.equals(x) 必须为 true；

**2.（symmetric）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) 也要返回 true 。

**3.（transitive）传递性：**  
对于任何非 null 的引用值 x,y,z, 如果 x.equals(y) 返回 true，y.equals(z) 返回 true，那么 x.equals(z) 一定要返回 true。

**4.（consistent）一致性：**  
对于任何非 null 的引用值 x,y,只要 equals() 方法没有修改的前提下，多次调用 x.equals(y) 的返回结果一定是相同的。

**5.（non-nullity）非空性**  
对于任何非 null 的引用值 x,x.equals(null) 必须返回 false。

这些特性约束我们重写 equals()的时候，写条件判断一定要谨慎，下面是提供的一个模版：

@Override
    public boolean equals(Object o) { 
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    
        (MyClass) myclass = (MyClass) o;
        if (this.xx != bean.myclass.xx) return false;
        return myclass.equals(myclass.xx);
    
    }

**重要！覆盖 equals 时，一定要同时覆盖 hashCode**

这样做的目的是保证每一个 equals()返回 true 的两个对像，要有两个相同的 hashCode 。

在上面演示的例子中，不覆盖 hashCode ，equals 方法表现的也很好，调用 List.removeAll 也能成功执行。看似是没有什么问题，但是当我们试图使用 hashMap 做存取操作的时候，就会出现问题。

HashMap<Bean,String> allStudents = new HashMap<>();
 
 for (int i = 0; i < 10 ; i++) { 
 Bean bean = new Bean(i,"name is "+i,"address is "+i);
 allStudents.put(bean,"i :"+i);
 
 }
 Bean bean = new Bean(1,"name is 1","address is 1");
 
 System.out.println(" allStudents.get(bean)----------------------->"+ allStudents.get(bean));

输出结果：

Bean 中不正确覆盖 hashCode()，取不到值：

allStudents.get(bean)----------------------->null

Bean 中正确覆盖 hashCode()，能取到值：

allStudents.get(bean)----------------------->i :1

原因在于，HashMap 执行 get() 操作的时候是通过散列码，也就是对象的 HashCode 来搜索数据的。所以，当不重写 hashCode() 方法或者重写的不规范的时候，就会出现这样的问题。  
使用散列码判断对象的，有 HashMap ，HashSet,HashTable 等，因此，覆盖 equals() 时，一定要同时覆盖 hashCode()。

# 快速生成euqals() and hashCode()！ #

看到上面的解释，估计大家都感觉覆盖这俩方法的时候都有点害怕了，但是告诉大家一个好消息，Android Studio 有这两个方法的快速生成模版，使用方法是 右键->generate->euqals() and hashCode(),也可以直接使用快捷键 command+N ->euqals() and hashCode()。

![在这里插入图片描述][20190329180121831.png]

# 最后 #

到这里，我想到，一个在面试的时候，经常被问到的 java 基础题：

> java 中 == 和 equals 和 hashCode 的区别?

我想现在，如果再被问到这个问题，我肯定可以比之前回答的要好一点了。

java 中有两种类型，值类型和引用类型。其中，`==` 值类型和引用类型都可以运算，equals 和 hashCode 是引用类型特有的方法。

对于值类型，`==` 比较的是它们的值，对于引用类型，`==` 比较的是两者在内存中的物理地址。

equals() 是 Object 类中的方法，默认实现是使用 `==` 比较两个对象的地址，但是在一些子类，例如 String，Float,Integer 等，它们对 equals进行覆盖重写，就不再是比较两个对象的地址了。

hashCode() 也是 Object 类的一个方法。返回一个离散的 int 型整数。在集合类操作中使用，为了提高查询速度。

当覆盖 equals() 的时候，一定要同时覆盖 hashCode()，保证 x.equals(y) 返回为 true 的时候，x,y 要有相同的 HashCode 。

回答完毕。

#  参考资料 #

Effective Java 中文版第二版

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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDUyNjIz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

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[20190329180121831.png]: /images/20220608/81bac799d1cb428abcb8d08df3990bf2.png
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