如何正确重写equals()和hashCode()方法？

题目

如何正确重写equals()和hashCode()方法？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

对象相等性,集合框架,方法重写规范

快速回答

正确重写equals()和hashCode()需要遵循以下原则：

• equals()规范：满足自反性、对称性、传递性、一致性和非空性
• hashCode()规范：相等对象必须有相同哈希码，不相等对象尽量不同
• 同步重写：重写equals()时必须同时重写hashCode()
• 使用关键字段：计算应基于equals()比较中使用的字段

1. 原理说明

在Java中，equals()定义对象逻辑相等性，hashCode()为对象生成哈希值用于散列存储。两者必须协同工作：

• 当两个对象equals()返回true时，它们的hashCode()必须相同
• 哈希冲突时（不同对象相同哈希码），集合会使用equals()进一步验证
• 违反约定会导致HashMap、HashSet等集合行为异常

2. 代码示例

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

    // 构造方法省略

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        // 1. 地址相同
        if (this == o) return true;
        // 2. 非空且类型相同
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        // 3. 字段比较
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && 
               Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // 使用相同字段计算哈希码
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

3. 最佳实践

• 使用Objects.equals()比较字段避免NPE
• 优先使用Objects.hash()计算哈希码
• 对不可变对象可缓存哈希码值
• 在子类中通过super.equals()包含父类字段

4. 常见错误

• 错误1：只重写equals()不重写hashCode()

  // 导致相同对象在HashMap中存储两次
  Map<Person, String> map = new HashMap<>();
  Person p1 = new Person("Alice", 30);
  Person p2 = new Person("Alice", 30);
  map.put(p1, "value1");
  map.put(p2, "value2"); // 预期覆盖但实际新增条目

• 错误2：使用可变字段参与计算

  // 对象放入HashSet后修改字段
  Set<Person> set = new HashSet<>();
  Person p = new Person("Bob", 25);
  set.add(p);
  p.setAge(30);  // 修改后hashCode变化，导致无法检索

• 错误3：忽略null检查

  // 未检查参数类型直接转型
  public boolean equals(Object o) {
      Person other = (Person) o; // 可能抛出ClassCastException
      // ...
  }

5. 扩展知识

• Lombok简化：使用@EqualsAndHashCode注解自动生成
• 性能优化：对计算代价高的哈希码进行缓存

  private int hash; // 默认0
  
  @Override
  public int hashCode() {
      int h = hash;
      if (h == 0) {
          h = Objects.hash(name, age);
          hash = h;
      }
      return h;
  }

• 继承处理：子类重写时需包含父类字段

  @Override
  public boolean equals(Object o) {
      if (!super.equals(o)) return false;
      // 比较子类特有字段...
  }

• 集合影响：HashMap通过(hash & (n-1))确定桶位置，哈希冲突会降低性能