hashCode() 和 equals()

哈希值的计算：hashCode() 返回一个整数，表示对象的哈希值。Java 的基于哈希表的集合类（如 HashMap 和 HashSet）用这个值来确定元素的存储位置。
哈希值相同并不代表对象相等：两个不同的对象可能会有相同的哈希值（称为哈希冲突），因此还需要进一步使用 equals() 方法来比较对象是否真的相等。

2.2 `equals()` 方法

对象相等性的判断：equals() 用于比较两个对象的内容是否相等。
在哈希表中的使用：当两个对象的哈希值相同（即它们可能在同一个桶中），equals() 会被调用以检查它们是否真的相等。

3. 重写 `hashCode()` 和 `equals()` 的必要性

在 Java 中，Object 类为所有对象提供了默认的 hashCode() 和 equals() 实现。如果不重写它们，集合类将使用默认实现，可能会出现以下问题：

3.1 默认实现的局限性

默认的 equals() 实现：Object 类的 equals() 方法仅比较对象的内存地址（即引用相等性），这在比较内容时不合适。
默认的 hashCode() 实现：Object 类的 hashCode() 方法也是基于对象的内存地址计算的，不适用于需要基于内容计算哈希值的场景。

3.2 不重写导致的错误行为

无法正确插入和检索元素：当对象存储到 HashMap 或 HashSet 中时，如果没有重写 hashCode() 和 equals() 方法，集合可能会错误地将不同的对象视为相同，或者将相同的对象视为不同。
哈希冲突过多：当 hashCode() 不能合理分散哈希值时，会导致大量冲突，降低集合的性能。

4. 实现 `hashCode()` 和 `equals()` 时的注意事项

4.1 `hashCode()` 和 `equals()` 的契约

相等的对象必须具有相同的哈希值：如果两个对象通过 equals() 被认为相等，那么它们的 hashCode() 值也必须相同。
不相等的对象尽量具有不同的哈希值：这可以减少哈希冲突，提高哈希表的性能。
对同一对象的多次调用应返回相同的哈希值：除非对象的某些属性发生变化。

4.2 `hashCode()` 的实现技巧

常见的实现方式是将对象的多个属性组合成一个整数来计算哈希值。可以使用以下方式组合属性的哈希值：javaCopy code@Override public int hashCode() { int result = 17; // 初始非零常数 result = 31 * result + attribute1.hashCode(); // 属性1的哈希值 result = 31 * result + attribute2.hashCode(); // 属性2的哈希值 return result; }
使用常数因子 31：31 是一个较好的质数，它可以减少哈希碰撞，且可以通过位运算优化（乘法被替换为移位和减法）。

4.3 `equals()` 的实现技巧

需要先比较对象是否是同一个实例，或者是否是 null：javaCopy code@Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; // 相同对象 if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; // 类型不同 MyClass other = (MyClass) obj; return Objects.equals(attribute1, other.attribute1) && Objects.equals(attribute2, other.attribute2); }

5. 哈希表中 `hashCode()` 和 `equals()` 的具体使用流程

插入元素到 HashMap 中：
- 计算元素的 hashCode()，确定插入到哪个桶中。
- 如果桶中已经存在其他元素，会调用 equals() 方法，检查新元素是否与桶中的某个元素相等。
- 如果相等，新元素会替换旧元素；如果不相等，新元素会被添加到链表或红黑树中。
从 HashMap 中检索元素：
- 通过 hashCode() 找到元素所在的桶。
- 在桶中，通过 equals() 查找是否存在与查询对象相等的元素。

6. 举例说明

假设有一个 Person 类，其属性为 name 和 age：

错误的实现

javaCopy codeclass Person {
    private String name;
    private int age;
    // 未重写 hashCode() 和 equals()
}

在 HashSet 中存储两个内容相同的 Person 对象时，它们会被认为是不同的对象。

正确的实现

javaCopy codeclass Person {
    private String name;
    private int age;

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

    @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);
    }
}

通过重写 hashCode() 和 equals()，HashSet 可以正确识别相同内容的 Person 对象，从而避免重复存储。

7. 总结

为什么要重写 hashCode() 和 equals()？：确保基于哈希表的集合可以正确处理相等对象，避免哈希冲突，提高性能。
如何重写：遵循 hashCode() 和 equals() 的契约，确保相等对象的哈希值相同，利用组合属性来计算哈希值。
常见的陷阱：忽略某个属性、equals() 实现不完整、未处理空指针等。

通过正确理解和重写 hashCode() 和 equals() 方法，可以有效提高 Java 集合的准确性和性能。