为什么重写equals()方法时必须重写hashCode()方法？

在 Java 中，当我们在类中重写 equals() 方法来比较对象的相等性时，必须同时重写 hashCode() 方法。本文将解释为什么这两个方法需要一起重写，并讨论它们之间的关系以及为什么违反这个规则可能导致问题。

equals() 和 hashCode() 的关系

在 Java 中，​equals()​方法被用于比较对象的相等性，而​hashCode()​方法则用于生成对象的哈希码。这两个方法在处理对象的相等性时密切相关。根据 Java 规范，如果两个对象通过​equals()​方法相等，那么它们的​hashCode()​方法必须返回相同的值。因此，当我们重写​equals()​方法来定义对象的相等条件时，为了遵循这个规则，也必须重写​hashCode()​方法。

hashCode() 的作用

​hashCode()​方法的作用是返回一个整数值，它用于支持基于哈希表的数据结构，如 HashMap、HashSet 等。这些数据结构在存储对象时使用哈希码来快速定位对象。当我们将对象存储在哈希表中时，首先会根据对象的哈希码计算出一个索引位置，然后在该位置上进行查找或存储操作。如果两个对象通过​equals()​方法相等但它们的​hashCode()​方法返回不同的值，那么它们可能会被错误地存储在不同的位置，导致无法正确地获取或比较这些对象。

一致性的重要性

为了解决哈希表等数据结构中的问题，Java 规范要求​equals()​方法和​hashCode()​方法在逻辑上保持一致。具体来说，如果两个对象通过​equals()​方法相等，那么它们的​hashCode()​方法必须返回相同的值。这确保了当我们将这些对象存储在哈希表中时，它们会被正确地放置在相应的位置上。当我们使用​equals()​方法来比较对象相等性时，通常是首先比较它们的哈希码，然后再比较它们的具体属性，以提高效率。

违反一致性规则的后果

违反​equals()​和​hashCode()​的一致性规则可能导致一些问题。例如，如果我们将一个对象添加到 HashSet 或 HashMap 中，并且后续尝试使用另一个相等的对象查找或删除它，由于哈希码不同，我们将无法正确地找到该对象。这会导致数据结构中存在重复的对象或无法正确地操作对象。

正确重写 equals() 和 hashCode() 的指导原则

为了正确地重写​equals()​和​hashCode()​方法，我们可以遵循以下指导原则：

• ​equals()​方法的重写应该基于对象的内容，而不仅仅是基于引用的相等性。比较对象的属性值来确定它们是否相等。
• ​hashCode()​方法的重写应该与​equals()​方法的比较条件保持一致。即，如果两个对象通过​equals()​方法相等，它们的​hashCode()​方法应该返回相同的值。
• 如果在类中使用可变的属性作为​equals()​和​hashCode()​方法的比较依据，确保在修改这些属性时同时更新​hashCode()​的计算，以保持一致性。
• 使用 IDE 工具（如 Eclipse、IntelliJ IDEA）可以自动生成​equals()​和​hashCode()​方法的模板代码，避免手动编写时出现错误。

示例代码

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    // 重写 hashCode() 方法
    @Override
    public int hashCode() {return Objects.hash(name, age);
    }
}

总结

在 Java 中，重写​equals()​方法时必须同时重写​hashCode()​方法，以保证这两个方法的一致性。违反这个规则可能导致对象无法正确地存储和比较。通过正确地重写这两个方法，我们可以确保对象在使用哈希表等数据结构时能够正常运行，并且能够正确地比较对象的相等性。因此，在设计类时，务必记得同时重写​equals()​和​hashCode()​方法，以遵循 Java 规范并确保代码的正确性和可靠性。