Object 通用方法

Object是一個具體類，但是設(shè)計它主要是為了擴(kuò)展，其所有的非final方法（equals、hashCode、toString、clone、finalize）都有明確的通用約定，我們可以在遵守通用約定的前提下override這些方法。

注：不遵守通用約定（general contract）復(fù)寫Object類的非final方法，可以會導(dǎo)致依賴于這些約定的類（hashMap之類的）無法正常工作。

第8條：覆蓋equals時請遵守通用約定

Object的equals原意：類的實例只與它本身相同，即比較地址相同，不比較值。
在以下任意情況下不應(yīng)覆蓋equals方法：

• 類的每個實例本質(zhì)上都是唯一的，即比較地址不比較值（如Thread）
• 不關(guān)心類是否提供了“邏輯相等（值相等）”的測試功能
• 超類已覆蓋了equals方法，且適用于子類（如Set實現(xiàn)類從AbstractSet繼承equals方法，List實現(xiàn)類從AbstractList繼承equals方法）
• 類是私有的或是包級私有的，可以確定其equals不會被調(diào)用。

Tip：禁止調(diào)用可以在對應(yīng)的方法體內(nèi)拋出錯誤throw new AssertionError()

如果類具有其特有的“邏輯相等”概念。并且超類沒有實現(xiàn)期待的行為，此時我們需要覆蓋equals方法。這通常屬于“值類（value class）”的情況。值類僅僅是一個表示值的類，如Integer或者Date。當(dāng)我們調(diào)用值類的equals時，往往是為了判斷其值是否相等，而不關(guān)心是否為同一個對象（可以使用==判斷是否為同一實例）。

Tip: Set、List、Map等集合類多使用equals判斷key是否相等，所以我們需要在使用這些類時確保我們的equals方法是符合我們的預(yù)期的。

equals方法的通用約定（JavaSE6）：
x、y、z皆為非null引用值

• 自反性（reflextive）：assert x.equals(x);
• 對稱性（symmetric）：if(x.equals(y)) assert y.equals(x);
• 傳遞性（transitive）：if(x.equals(y)&&y.equals(z)) assert x.equals(z);
• 一致性（consistent）：如果x、y未被修改，則調(diào)用x.equals(y)應(yīng)一直返回true或者一直返回false
• 非空性（Non-nullify）：x.equals(null)必須返回false，assert !x.equals(null)

實現(xiàn)高質(zhì)量equals的訣竅：

• 使用==操作符檢查“參數(shù)是否為這個對象的引用”
• 使用instanceof操作符檢查“參數(shù)是否為正確的類型”
• 把參數(shù)轉(zhuǎn)換為正確的類型
• 對于該類的“關(guān)鍵域”，逐一比較（見以下Tip）
• 回顧并進(jìn)行單元測試：對稱性、傳遞性、一致性

Tip: 逐一比較的訣竅：
1、對于不是float、double的基本類型域，可以直接使用==進(jìn)行比較；
2、對于對象引用域，可以遞歸地調(diào)用equals方法進(jìn)行比較；
3、對于float域，可以使用Float.compare方法；對于double域，可以使用Double.compare方法；
4、對于數(shù)組域，可以使用Array.equals方法
5、使用field == null ? o.field == null : field.equals(o.field)或(field == o.field) || (field != null) && (field.equals(o.field))習(xí)慣寫法
6、優(yōu)化比較順序：優(yōu)先比較最有可能不一致的域、比較開銷最低的域。不比較不屬于對象邏輯狀態(tài)（值）的域，或者冗余域（除非其能代表大量關(guān)鍵域，比較其能節(jié)省大量時間）

最后的告誡：

• 覆蓋equals時總要覆蓋hashCode（見第9條）；
• 不要企圖讓equals過于智能；
• 不要將equals聲明中的Object對象替換為其他的類型（這樣是overload而不是override），可以添加@override注解幫助規(guī)避錯誤。

第9條：覆蓋equals時總要覆蓋hashCode

在Object類中，hashCode方法是一個native方法，返回值與對象的存儲地址相關(guān)，計算方法由jvm決定。

hashCode通用公約（JavaSE6）：

• 在應(yīng)用程序的執(zhí)行期間，只要對象的equals方法的比較操作所用到的信息沒有被修改，那么對這同一個對象調(diào)用多次，hashCode方法都必須始終如一地返回同一個整數(shù)。在同一個程序多次執(zhí)行過程中，每次執(zhí)行所返回的整數(shù)可以不一致；
• 如果兩個對象根據(jù)equals方法比較是相等的，那么調(diào)用者兩個對象的hashCode方法必須返回同一個整數(shù)；
• 如果兩個對象根據(jù)equals方法比較是不相等的，那么調(diào)用者兩個對象的hashCode方法不一定返回不同整數(shù)。給不相等的對象產(chǎn)生截然不同的整數(shù)結(jié)果，有可能提高散列表（hash table）的性能；

注： HashTable、HashMap、HashSet等散列集合類的散列算法實現(xiàn)往往依賴于hashCode。假設(shè)我們覆蓋了equals方法，但沒有覆蓋hashCode，那么在我們理解中equals的對象，對于散列集合類而言，可能是不相等。

高質(zhì)量的hashCode方法的原則：

• 對于equals的對象，返回同一個整數(shù)；
• 對于非equals的對象，盡可能返回不一樣的整數(shù)；
• 為不相等的對象均勻產(chǎn)生不相等的散列碼。

編寫好質(zhì)量的hashCode的訣竅：

• 把某個非零的常數(shù)值（如17）保存在一個名為result的int類型的變量中；
• 對于對象中的每個關(guān)鍵域f，完成以下步驟：
  1、為該域計算int類型的散列碼c（見以下Tip）；
  2、計算result = 31 * result +c，合并c
• 返回result
• 編寫單元測試，保證相等的實例能得到同一個散列值

TIp: 計算int類型的散列碼c
1、如果該域是boolean類型，則計算f ? 1 : 0；
2、如果該域是byte、char、short、int類型，則計算(int) f；
3、如果該域是long類型，則計算(int)( f ^ (f>>>32))；
4、如果該域是float類型，則計算Float.floatToTintBits(f)；
5、如果該域是long類型，則計算'Double.doubleToLongBits(f)'，然后按照步驟3為long計算散列值；
6、如果該域是一個對象引用，為null則返回0，否則遞歸調(diào)用hashCode；
7、如果該域是一個數(shù)組，調(diào)用Arrays.hashCode；

在計算散列碼時，只能用到覆蓋的equals函數(shù)比較的關(guān)鍵域，否則相等（equals）的對象可以會得到不同的散列值。
初始化常數(shù)值17是任選的，不為0就可以了，目的在于增加散列值為0的關(guān)鍵域的影響。
31是一個比較特殊的數(shù)字，首先它是一個奇素數(shù)，如果乘數(shù)為偶數(shù)，則相當(dāng)于移位，會增加沖突。再者，其乘法可以被jvm自動優(yōu)化：31 * i == (i << 5 ) - i。

Tip：如果一個對象是不可變的，或者其散列值計算開銷比較大，可以考慮將其散列值在實例初始化時計算后緩存在對象內(nèi)部。

第10條：始終要覆蓋toString

在Object類中，toString會返回類名，一個@符號，和散列碼的無符號十六進(jìn)制表示法，這通常不是我們所希望看到的。
toString的通用約定指出，被返回的字符串應(yīng)該是一個簡潔的，信息豐富的，易于閱讀的表達(dá)形式，并建議所有的子類都o(jì)verride這個方法。
提供好的toString實現(xiàn)可以使類用起來更加舒適，特別是在打印對象信息的時候，我們可以之間將對象作為參數(shù)直接傳入print函數(shù)，打印出對象信息。
在實際應(yīng)用中，toString方法應(yīng)該返回對象中包含的所有值得關(guān)注的信息
在實現(xiàn)toString時，還應(yīng)考慮是否在文檔中指定返回值的格式。若是指定格式，最好再提供一個靜態(tài)工廠方法或者構(gòu)造器，以便從這種表示法中轉(zhuǎn)換對象；若是不指定返回值的格式，則可以保持toString方法的靈活性，以便在后期改進(jìn)格式。

第11條：謹(jǐn)慎覆蓋clone方法

Cloneable接口的目的在于表明這個對象是允許被clone的，然而它并沒有成功地達(dá)到這個目的。其主要原因在于它并沒有包含任何方法，而Object的clone方法是受保護(hù)的，需要反射調(diào)用，而且反射調(diào)用也不一定會成功。
Cloneable接口的作用在于表明：實現(xiàn)了Cloneable接口的類，應(yīng)該覆蓋了Object的clone方法。
clone方法的通用公約：
創(chuàng)建和返回該對象的一個拷貝。這個拷貝的精確含義由該對象的類決定。一般有以下含義：

• 對于任何對象x，表達(dá)式x.clone() != x將會是true
• 對于任何對象x，表達(dá)式x.clone().getClass() == x.getClass將會是true
• 對于任何對象x，表達(dá)式x.clone().equals(x)將會是true

拷貝對象往往會導(dǎo)致創(chuàng)建它的類的一個新實例，但它同時要求拷貝類內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這個過程沒有調(diào)用構(gòu)造器。

覆蓋clone方法，必須保證其拷貝是深度拷貝，這往往需要其超類實現(xiàn)了良好的clone方法。其次，對于拷貝對象內(nèi)部的引用對象，我們需要實例化一個新的對象，并修改其值，而不能簡單復(fù)制引用。覆蓋clone方法是一件十分吃力不討好的事。
所有實現(xiàn)了Cloneable接口的類都應(yīng)該用一個公有的方法覆蓋clone。此公有方法首先調(diào)用super.clone(),然后修正任何需要修正的域。
除非你擴(kuò)展了一個實現(xiàn)Cloneable接口的類，否則最好提供某些其他的途徑代替clone方法，或者干脆不提供這樣的功能。
我們可以提供一個拷貝構(gòu)造器或者拷貝工廠來替代clone方法：

// 拷貝構(gòu)造器：以拷貝對象為參數(shù)
public Yum(Yum yum)
// 拷貝工廠
public static Yum newInstance(Yum yum)

更進(jìn)一步，我們可以提供一個轉(zhuǎn)換構(gòu)造器，其參數(shù)是一個超類/接口的對象。按照慣例，所有通用集合實現(xiàn)都提供了一個轉(zhuǎn)換構(gòu)造器，如一個HashSet s,可以通過TreeSet(s)轉(zhuǎn)換類型。

注意：對于一個專門為了繼承而設(shè)計的類，如果你未能提供香味良好的受保護(hù)的clone方法，它的子類就不可能實現(xiàn)Cloneable方法。

第12條：考慮實現(xiàn)Comparable接口

compareTo方法是Comparable接口唯一的方法，它與Object類的通用方法有很大的相似性。compareTo方法不但允許進(jìn)行簡單的等同性比較，而且允許執(zhí)行順序比較。類實現(xiàn)了Comparable接口，就表明它的實例具有內(nèi)在的排序關(guān)系。對于實現(xiàn)了Comparable接口的對象數(shù)組進(jìn)行排序：Arrays.sort(a)
一旦類實現(xiàn)了Comparable接口，它就可以跟許多泛型算法以及依賴于該接口的集合實現(xiàn)進(jìn)項協(xié)作。事實上，java的所有公共值類都實現(xiàn)了這個接口。假設(shè)你正在編寫一個值類，它具有非常明顯的內(nèi)在排序關(guān)系，那么你就應(yīng)該堅決考慮實現(xiàn)這個接口。

compareTo的通用公約：
將這個對象與指定的對象進(jìn)行比較，當(dāng)對象

• 小于指定對象時，返回負(fù)整數(shù)；
• 等于指定對象時，返回0；
• 大于指定對象時，返回正整數(shù)；
• 無法與指定對象進(jìn)行比較，拋出ClassCastException

與equals類似，compareTo同樣有自反型、傳遞性、對稱性
編寫compareTo方法與編寫equals方法非常相似，但也有一些區(qū)別：

• 不用類型檢查與轉(zhuǎn)換，compareTo方法的參數(shù)是靜態(tài)類型，不是Object
• 當(dāng)參數(shù)為null時，應(yīng)該拋出NullPointException