为什么重写 equals() 就一定要重写 hashCode() 方法？
参考回答
重写 equals() 时必须重写 hashCode()，是因为 equals() 和 hashCode() 在 Java 中有一定的约定关系。如果两个对象根据 equals() 方法被认为是相等的，那么它们的 hashCode() 值也必须相等，否则会导致哈希容器（如 HashMap、HashSet）的工作异常。
具体原因是：
- 哈希容器（如
HashMap）使用hashCode()方法来确定对象存储的位置。 - 如果只重写
equals()，而没有正确重写hashCode()，可能导致逻辑上相等的两个对象被分配到不同的哈希桶中，违背了哈希容器的工作原理。
详细讲解与拓展
1. Java 中 equals() 和 hashCode() 的约定
Java 对 equals() 和 hashCode() 方法有以下规定：
- 如果两个对象根据
equals()方法相等，则它们的hashCode()必须相等。 - 如果两个对象根据
equals()方法不相等，则它们的hashCode()值可以相同（但这会影响性能，因为会增加哈希冲突的概率）。 - 如果没有重写
equals()和hashCode()，Object类的默认实现会直接比较内存地址。
2. 哈希容器的工作原理
以下以 HashMap 为例，讲解哈希容器如何利用 hashCode() 和 equals()：
- 存储过程：
- 当调用
put(key, value)时，HashMap首先通过key.hashCode()计算哈希值，确定该键值对存储在哪个桶（bucket）中。 -
如果桶中已经有元素，则会调用
“`
key.equals()
“`来比较键是否相等：
- 如果相等，则更新键对应的值；
- 如果不相等，则发生哈希冲突，链表或红黑树解决冲突。
- 查询过程：
- 当调用
get(key)时，HashMap会先根据key.hashCode()找到桶的位置，然后依次遍历桶中的元素，调用key.equals()确定是否是目标键。
如果 hashCode() 和 equals() 不一致，会导致的问题：
- 如果两个对象的
equals()返回true，但hashCode()不相等，它们会被分配到不同的桶中，导致get()查询不到正确的值。 - 如果两个对象的
hashCode()相等，但equals()返回false，则会导致哈希冲突增多，影响性能。
3. 举例说明
错误示例：重写 equals()，但未重写 hashCode()：
class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) return true;
if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
Person person = (Person) obj;
return name.equals(person.name);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
HashSet<Person> set = new HashSet<>();
Person p1 = new Person("Alice");
Person p2 = new Person("Alice");
set.add(p1);
System.out.println(set.contains(p2)); // 输出 false，应该是 true
}
}
- 在上述代码中，虽然
p1.equals(p2)返回true，但它们的默认hashCode()不同，因此被分配到不同的桶中，导致HashSet无法识别它们是同一个对象。
正确示例：同时重写 equals() 和 hashCode()：
class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) return true;
if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
Person person = (Person) obj;
return name.equals(person.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return name.hashCode(); // 使用 name 的 hashCode 作为对象的 hashCode
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
HashSet<Person> set = new HashSet<>();
Person p1 = new Person("Alice");
Person p2 = new Person("Alice");
set.add(p1);
System.out.println(set.contains(p2)); // 输出 true
}
}
4. 重写 hashCode() 的规则
- 同一个对象多次调用
hashCode()方法，返回值必须相同。 - 如果两个对象根据
equals()方法相等，则hashCode()值必须相同。 - 如果两个对象根据
equals()方法不相等，则hashCode()值尽量不同，减少哈希冲突。
5. 扩展知识：hashCode() 的实现技巧
hashCode() 的常见实现方式是根据对象的属性值计算哈希值。例如：
@Override
public int hashCode() {
int result = 17; // 任意非零常数
result = 31 * result + (name == null ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
31是一个常用的素数，能够有效减少冲突。- 属性为
null时，赋值为 0，以避免空指针异常。
