【Java】对象为啥要用hashCode方法（数智边界科技）-优快云博客

引言：

1.图书馆如何快速找到《Java编程思想》这本书？

2.相同的两本《Java编程思想》书，如何找到它？

核心比喻：图书馆和索书号

想象一个巨大的图书馆（这就是 HashMap 或 HashSet）。

没有 hashCode 的情况（只用 equals）：
- 你要找一本叫《Java编程思想》的书。
- 管理员只能从第一排书架开始，一本一本地拿起来看封面，对比书名是否等于《Java编程思想》。
- 直到找到为止。效率极低，这是 O(n) 的时间复杂度。
有 hashCode 的情况：
- 你要找同一本书。
- 这次，书籍都有一个 索书号（这就是 hashCode），比如 747.5。这个索书号是通过一个特定算法（哈希函数）根据书名、作者等信息计算出来的。
- 管理员直接根据 747.5 这个索书号，走到标有 747 的书架区，然后很快在那一小堆书里找到编号为 .5 的那本。
- 效率极高，因为管理员直接定位到了大致区域，只需要在极少数书籍（一个“桶”或“篮子”里）中进行精细比较。这接近 O(1) 的时间复杂度。

结论：hashCode 的核心目的就是为了“快速定位”，它是给哈希表这种数据结构使用的“索引”或“地址”。

为什么 `hashCode` 必须和 `equals` 一起工作？

现在我们来解释那个著名的“契约”。继续用图书馆的例子：

hashCode 契约第一条：如果两本书的索书号不同，它们肯定不是同一本书。
- 这很合理，书都放在不同的架子上，当然不是同一本。
hashCode 契约第二条（最关键）：如果两本书是同一本书（equals 为 true），它们的索书号必须相同。
- 想象一下，图书馆里有两本完全相同的《Java编程思想》（假设它们是相等的）。如果一本的索书号是 747.5，另一本是 328.1，会发生什么？
- 你用《Java编程思想》计算出的索书号是 747.5，然后去 747 书架找，只找到了其中一本。另一本你永远也找不到，因为它被放在了 328 书架！ 这彻底破坏了哈希表的逻辑。

精细比较（equals）成本很高，所以先用“快速定位”（hashCode）缩小范围。定位到同一个“桶”之后，再用 equals 进行最终确认。

一个会出错的代码示例

public class Student {
    private String id;
    private String name;

    // 假设我们只重写了 equals，认为id和name相同就是同一个学生
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return Objects.equals(id, student.id) && Objects.equals(name, student.name);
    }

    // 但是忘记了重写 hashCode()
    // 那么将使用从Object类继承的默认实现，该实现通常根据内存地址生成一个不同的整数。
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("001", "Alice");
        Student s2 = new Student("001", "Alice"); // 在逻辑上，s1 等于 s2

        HashMap<Student, String> map = new HashMap<>();
        map.put(s1, "优秀");

        // 现在尝试用“相等”的s2对象去取值
        String grade = map.get(s2); 
        System.out.println(grade); // 输出：null !!!
    }
}

为什么会输出 null？

map.put(s1, "优秀")：HashMap 调用 s1.hashCode()（默认实现）得到一个值，比如 12345。它将 <s1, "优秀"> 这个键值对存放在编号为 12345 的桶里。
map.get(s2)：HashMap 调用 s2.hashCode()（默认实现）得到另一个值，比如 67890。因为 67890 != 12345，HashMap 会直接去 67890 这个桶里找，而那个桶是空的！它根本不会调用 equals 方法去比较 s1 和 s2。

修复方法： 在 Student 类中同时重写 hashCode。

java

@Override
public int hashCode() {
    // 使用和equals方法相同的字段来计算哈希码
    return Objects.hash(id, name);
}

现在，s1 和 s2 的 hashCode() 返回值相同了。当 map.get(s2) 时，HashMap 会定位到正确的桶，然后在那个桶里调用 equals 方法进行精确比较，最终成功找到 s1 对应的值 "优秀"。

总结

为什么要有 hashCode？
- 为了速度。它让基于哈希的集合（如 HashMap, HashSet) 能够通过一个整数快速定位到数据的可能存储位置，避免遍历整个集合。
为什么 hashCode 必须和 equals 一致？
- 为了保证哈希表的正确性。如果两个相等的对象拥有不同的哈希码，它们就会被放入哈希表的不同位置，导致你永远无法用另一个“相等”的对象找到它。这破坏了哈希表最根本的查找功能。