Object 类属于 java.lang 包,此包下的所有类在使用时无需手动导入,系统会在程序编译期间自动导入。Object 类是所有类的基类,当一个类没有直接继承某个类时,默认继承Object类,也就是说任何类都直接或间接继承此类,Object 类中能访问的方法在所有类中都可以调用,下面我们会分别介绍Object 类中的所有方法。
1、Object类结构
1 | /* |
类{@code Object}是类层次结构的根。
每个类都有{@code Object}作为超类。所有对象, *包括数组,实现该类的方法。
2、 为什么java.lang包下的类不需要手动导入?
编译器会自动导入 java.lang 包,我们能直接使用了。至于原因,因为用的多,提前加载了,省资源。
3、类构造器
类构造器是创建Java对象的途径之一,通过new 关键字调用构造器完成对象的实例化,还能通过构造器对对象进行相应的初始化。一个类必须要有一个构造器的存在,如果没有显示声明,那么系统会默认创造一个无参构造器,在JDK的Object类源码中,是看不到构造器的,系统会自动添加一个无参构造器。我们可以通过:
Object obj = new Object();构造一个Object类的对象。
4、equals 方法
equals() 方法和 == 运算符的区别
== 运算符:用于比较基本类型的值是否相同,或者比较两个对象的引用是否相等
而对于equals() 方法:
先看看object 类中的equals 方法:
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3public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}可以看到,在 Object 类中,== 运算符和 equals 方法是等价的,都是比较两个对象的引用是否相等,从另一方面来讲,如果两个对象的引用相等,那么这两个对象一定是相等的。对于我们自定义的一个对象,如果不重写 equals 方法,那么在比较对象的时候就是调用 Object 类的 equals 方法,也就是用 == 运算符比较两个对象。
对于重写equals() 方法的子类来说:
在Java规范中,对 equals 方法的使用(子类重写)必须遵循以下几个原则:
①、自反性:对于任何非空引用值 x,x.equals(x) 都应返回 true。
②、对称性:对于任何非空引用值 x 和 y,当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时,x.equals(y) 才应返回 true。
③、传递性:对于任何非空引用值 x、y 和 z,如果 x.equals(y) 返回 true,并且 y.equals(z) 返回 true,那么 x.equals(z) 应返回 true。
④、一致性:对于任何非空引用值 x 和 y,多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false,前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改
⑤、对于任何非空引用值 x,x.equals(null) 都应返回 false。
举例String 类中的重写的 equals 方法:
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21public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
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;
}String 是引用类型,比较时不能比较引用是否相等,重点是字符串的内容是否相等。所以 String 类定义两个对象相等的标准是字符串内容都相同。
5、getClass 方法
getClass()在 Object 类中如下,作用是返回对象的运行时类。
1 | public final native Class<?> getClass(); |
这里我们要知道用 native 修饰的方法我们不用考虑,由操作系统帮我们实现,该方法的作用是返回一个对象的运行时类,通过这个类对象我们可以获取该运行时类的相关属性和方法。也就是Java中的反射,各种通用的框架都是利用反射来实现的,这里我们不做详细的描述。
介绍 getClass 方法返回的是一个对象的运行时类对象,这该怎么理解呢?Java中还有一种这样的用法,通过 类名.class 获取这个类的类对象 ,这两种用法有什么区别呢?
父类:Parent.class
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public class Parent {}
子类:Son.class
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public class Son extend Parent{}
测试及结果:
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public void testClass(){
Parent p = new Son();
System.out.println(p.getClass());
System.out.println(Parent.class);
}
//结果
class com.wang.test.Son
class com.wang.test.Parentclass 是一个类的属性,能获取该类编译时的类对象,而 getClass() 是一个类的方法,它是获取该类运行时的类对象。
6、hashCode 方法
hashCode 在 Object 类中定义如下:
1 | public native int hashCode(); |
这也是一个用 native 声明的本地方法,作用是返回对象的散列码,是 int 类型的数值。
那么这个方法存在的意义是什么呢?
我们知道在Java 中有几种集合类,比如 List,Set,还有 Map,List集合一般是存放的元素是有序可重复的,Set 存放的元素则是无序不可重复的,而 Map 集合存放的是键值对。
前面我们说过判断一个元素是否相等可以通过 equals 方法,没增加一个元素,那么我们就通过 equals 方法判断集合中的每一个元素是否重复,但是如果集合中有10000个元素了,但我们新加入一个元素时,那就需要进行10000次equals方法的调用,这显然效率很低。
于是,Java 的集合设计者就采用了 哈希表 来实现。关于哈希表的数据结构我有过介绍。哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法产生的结果直接指定到一个地址上。这个结果就是由 hashCode 方法产生。这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的 hashCode 方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。
哈希表
Hash表也称散列表,也有直接译作哈希表,Hash表是一种根据关键字值(key - value)而直接进行访问的数据结构。它基于数组,通过把关键字映射到数组的某个下标来加快查找速度,但是又和数组、链表、树等数据结构不同,在这些数据结构中查找某个关键字,通常要遍历整个数据结构,也就是O(N)的时间级,但是对于哈希表来说,只是O(1)的时间级。
注意,这里有个重要的问题就是如何把关键字转换为数组的下标,这个转换的函数称为哈希函数(也称散列函数),转换的过程称为哈希化。
哈希函数:把一个大范围的数字哈希(转化)成一个小范围的数字,这个小范围的数对应着数组的下标。使用哈希函数向数组插入数据后,这个数组就是哈希表。
产生冲突:一个方法是通过系统的方法找到数组的一个空位,并把这个单词填入,而不再用哈希函数得到数组的下标,这种方法称为开放地址法。另一种方法,前面我们也提到过,就是数组的每个数据项都创建一个子链表或子数组,那么数组内不直接存放单词,当产生冲突时,新的数据项直接存放到这个数组下标表示的链表中,这种方法称为链地址法。
开放地址法
①、线性探测:在线性探测中,它会线性的查找空白单元。数组下标依次递增,直到找到空白的位置。这就叫做线性探测
当哈希表变得太满时,会出现聚集。组填的越满,聚集越可能发生。
装填因子:已填入哈希表的数据项和表长的比率叫做装填因子,比如有10000个单元的哈希表填入了6667 个数据后,其装填因子为 2/3。当装填因子不太大时,聚集分布的比较连贯,而装填因子比较大时,则聚集发生的很大了。
②、二次探测:二测探测是防止聚集产生的一种方式,思想是探测相距较远的单元,而不是和原始位置相邻的单元。线性探测中,如果哈希函数计算的原始下标是x, 线性探测就是x+1, x+2, x+3, 以此类推;而在二次探测中,探测的过程是x+1, x+4, x+9, x+16,以此类推,到原始位置的距离是步数的平方。二次探测虽然消除了原始的聚集问题,但是产生了另一种更细的聚集问题,叫二次聚集
③、再哈希法:为了消除原始聚集和二次聚集,我们使用另外一种方法:再哈希法。
第二个哈希函数必须具备如下特点:一、和第一个哈希函数不同。二、不能输出0(否则,将没有步长,每次探测都是原地踏步,算法将陷入死循环)。专家们已经发现下面形式的哈希函数工作的非常好:stepSize = constant - key % constant; 其中constant是质数,且小于数组容量。
链地址法:在哈希表每个单元中设置链表(即链地址法),某个数据项的关键字值还是像通常一样映射到哈希表的单元,而数据项本身插入到这个单元的链表中。其他同样映射到这个位置的数据项只需要加到链表中,不需要在原始的数组中寻找空位。
桶:另外一种方法类似于链地址法,它是在每个数据项中使用子数组,而不是链表。这样的数组称为桶。这个方法显然不如链表有效,因为桶的容量不好选择,如果容量太小,可能会溢出,如果太大,又造成性能浪费,而链表是动态分配的,不存在此问题。所以一般不使用桶。
总结:哈希表基于数组,类似于key-value的存储形式,关键字值通过哈希函数映射为数组的下标,如果一个关键字哈希化到已占用的数组单元,这种情况称为冲突。用来解决冲突的有两种方法:开放地址法和链地址法。在开发地址法中,把冲突的数据项放在数组的其它位置;在链地址法中,每个单元都包含一个链表,把所有映射到同一数组下标的数据项都插入到这个链表中。
①、如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;
②、如果这个位置上已经有元素了,就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了;
③、不相同的话,也就是发生了Hash key相同导致冲突的情况,那么就在这个Hash key的地方产生一个链表,将所有产生相同HashCode的对象放到这个单链表上去,串在一起(很少出现)。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。
可以得到如下推论:
两个对象相等,其 hashCode 一定相同;
两个对象不相等,其 hashCode 有可能相同;
hashCode 相同的两个对象,不一定相等;
hashCode 不相同的两个对象,一定不相等;
7、toString 方法
1 | public String toString() { |
getClass().getName()是返回对象的全类名(包含包名),Integer.toHexString(hashCode()) 是以16进制无符号整数形式返回此哈希码的字符串表示形式。
打印某个对象时,默认是调用 toString 方法,比如 System.out.println(person),等价于 System.out.println(person.toString())
8、notify()/notifyAll()/wait()
用于多线程之间的通信方法
9、finalize 方法
1 | protected void finalize() throws Throwable { } |
该方法用于垃圾回收,一般由 JVM 自动调用,一般不需要程序员去手动调用该方法。