java中为什么需要同时重写 equals 和 hashCode

在Java中，重写equals方法的类通常也需要重写hashCode方法，这是因为两者共同维护了对象的相等性契约。

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1. 为什么需要同时重写 equals 和 hashCode？

Java 的规范要求

根据 Java 官方文档规定：

• 规则一：如果两个对象通过 equals() 方法比较是相等的（a.equals(b) == true），那么它们的 hashCode() 必须返回相同的值。
• 规则二：如果两个对象的 hashCode() 不同，那么它们一定不相等（a.equals(b) == false）。

如果违反这一规则，对象在使用哈希表（如 HashMap、HashSet）时会出现逻辑错误。

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2. 不重写 hashCode 的后果

示例场景

假设有一个 Person 类，仅重写 equals 但未重写 hashCode：

class Person {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
    // 未重写 hashCode()
}

问题演示

Person p1 = new Person("Alice", 30);
Person p2 = new Person("Alice", 30);

// equals 返回 true，但 hashCode 不同（默认基于内存地址）
System.out.println(p1.equals(p2)); // true
System.out.println(p1.hashCode() == p2.hashCode()); // false

// 存入 HashSet
Set<Person> set = new HashSet<>();
set.add(p1);
set.add(p2);

// 两个对象都被保留，因为哈希码不同，HashSet认为它们是不同的
System.out.println(set.size()); // 输出 2（违背预期）

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3. 哈希表的工作原理

哈希表（如 HashMap、HashSet）依赖 hashCode 快速定位对象存储的桶（Bucket）：

1. 插入对象时：根据 hashCode 确定桶的位置。
2. 查找对象时：先通过 hashCode 找到桶，再通过 equals 在桶内匹配对象。

如果 hashCode 不一致

• 即使 equals 返回 true，哈希表会将对象分配到不同的桶，导致无法正确匹配。
• 结果：对象重复存储，或无法找到已存在的对象。

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4. 如何正确重写 hashCode

基本原则

hashCode 应基于参与 equals 比较的字段生成。例如：

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age); // 使用 Java 7+ 的 Objects.hash()
}

手动实现

@Override
public int hashCode() {
    int result = 17;
    result = 31 * result + name.hashCode();
    result = 31 * result + age;
    return result;
}

• 使用质数（如31）减少哈希冲突。

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5. 总结

操作	不重写 hashCode 的风险	正确重写后的效果
存入哈希表	相同对象被分配到不同桶，导致重复	相同对象分配到同一桶
查找对象	无法通过 hashCode 定位到正确桶	快速定位桶并匹配对象
契约一致性	违反 Java 规范，导致不可预测行为	符合规范，逻辑正确

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6. 注意事项

• 不可变对象：如果对象作为哈希表的键，应确保其参与哈希计算的字段是不可变的，否则哈希值变化会导致无法检索。
• 性能优化：哈希函数应尽量避免冲突，但允许合理冲突（如 String 的哈希码可能重复）。

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结论

重写 equals 时必须同时重写 hashCode，这是为了确保对象在哈希表中行为一致，并遵守 Java 的相等性契约。忽略这一点会导致程序出现隐蔽的逻辑错误，尤其在依赖哈希结构的场景下。