hashCode() 与 equals()：集合背后的爱情故事
各位看官，今天咱们不聊风花雪月，也不谈柴米油盐，咱们聊聊Java世界里一对相爱相杀，又不可或缺的好基友：hashCode() 和 equals()。 这俩哥们，在集合的世界里，那可是扛把子的存在，没有他们，集合就只能是一盘散沙，毫无秩序可言。
故事的开端：集合的烦恼
话说在很久很久以前（其实也就Java诞生那会儿），人们需要一种容器来存放各种各样的数据。 于是，数组应运而生。 数组这玩意儿，简单粗暴，直接用索引访问，效率也高。 但是，数组有个致命的缺点：大小固定。 这就像住在一个固定大小的房子里，东西多了就没地儿放，想搬家又麻烦。
为了解决这个问题，集合框架闪亮登场！ ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap…各种各样的集合就像雨后春笋般冒了出来。 这些集合，大小可变，功能强大，简直是程序员的福音。
但是，问题也来了。 如何判断集合里是否已经存在某个元素？ 如何快速找到某个元素？ 这就涉及到元素之间的比较问题。
equals()：你是我的唯一
equals() 方法，就是用来判断两个对象是否“相等”的。 注意，这里的“相等”和我们平时说的相等不太一样。 在Java的世界里，对象是引用类型，== 比较的是两个对象的引用是否指向同一个内存地址。 如果两个对象的内容一样，但是引用不同，== 会返回 false。
equals() 方法，允许我们自定义对象相等的标准。 默认情况下，equals() 方法和 == 的行为是一样的，比较的是引用。 但是，我们可以重写 equals() 方法，根据对象的属性来判断是否相等。
举个栗子：
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return 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);
}
// 省略 hashCode() 方法
}
public class EqualsExample {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", 20);
Person p2 = new Person("张三", 20);
Person p3 = new Person("李四", 22);
System.out.println("p1 == p2: " + (p1 == p2)); // false
System.out.println("p1.equals(p2): " + p1.equals(p2)); // true
System.out.println("p1.equals(p3): " + p1.equals(p3)); // false
}
}在这个例子中，我们重写了 Person 类的 equals() 方法。 我们认为，如果两个 Person 对象的姓名和年龄都相同，那么这两个对象就是相等的。 因此，p1.equals(p2) 返回 true，而 p1 == p2 返回 false。
hashCode()：快速定位的小助手
有了 equals() 方法，我们可以判断两个对象是否相等了。 但是，如果要在集合中查找某个元素，难道要遍历整个集合，逐个比较 equals() 吗？ 如果集合很大，那效率也太低了！
这时候，hashCode() 方法就派上用场了。 hashCode() 方法返回一个对象的哈希码，哈希码是一个整数，可以用来快速定位对象在集合中的位置。
想象一下，你有一个巨大的图书馆，里面堆满了书。 你要找一本特定的书，如果一本一本的找，那得找到猴年马月。 但是，如果你给每本书都贴上一个标签（哈希码），然后把书按照标签分类存放，那么你就可以很快找到你要的书了。
hashCode() 方法的作用就是给对象贴标签。 不同的对象，哈希码可能相同，也可能不同。 但是，如果两个对象相等（equals() 返回 true），那么它们的哈希码必须相同。 这是 hashCode() 方法和 equals() 方法之间最重要的约定。
hashCode() 和 equals() 的爱情故事：相辅相成，缺一不可
hashCode() 和 equals() 方法就像一对情侣，相辅相成，缺一不可。 如果只重写了 equals() 方法，而没有重写 hashCode() 方法，那么在使用某些集合（比如 HashSet、HashMap）时，可能会出现意想不到的问题。
举个栗子：
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashCodeExample {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", 20);
Person p2 = new Person("张三", 20);
Set<Person> personSet = new HashSet<>();
personSet.add(p1);
personSet.add(p2);
System.out.println("personSet size: " + personSet.size()); // 2
System.out.println("personSet contains p1: " + personSet.contains(p1)); // true
System.out.println("personSet contains p2: " + personSet.contains(p2)); // false
}
}在这个例子中，我们创建了两个 Person 对象 p1 和 p2，它们的姓名和年龄都相同，所以 p1.equals(p2) 返回 true。 但是，由于我们没有重写 hashCode() 方法，所以 p1 和 p2 的哈希码很可能不同。
当我们把 p1 和 p2 添加到 HashSet 中时，HashSet 会根据哈希码把它们放到不同的位置。 结果，HashSet 中就出现了两个“相等”的对象，这违反了 HashSet 的特性：不允许重复元素。
更糟糕的是，当我们使用 personSet.contains(p2) 来判断 HashSet 中是否包含 p2 时，HashSet 会先计算 p2 的哈希码，然后根据哈希码找到对应的位置，再比较该位置上的元素和 p2 是否相等。 由于 p2 的哈希码和 p1 的哈希码不同，所以 HashSet 认为 p2 不存在。
为了解决这个问题，我们需要同时重写 hashCode() 方法和 equals() 方法。
import java.util.Objects;
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return 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);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashCodeExample {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", 20);
Person p2 = new Person("张三", 20);
Set<Person> personSet = new HashSet<>();
personSet.add(p1);
personSet.add(p2);
System.out.println("personSet size: " + personSet.size()); // 1
System.out.println("personSet contains p1: " + personSet.contains(p1)); // true
System.out.println("personSet contains p2: " + personSet.contains(p2)); // true
}
}在这个例子中，我们重写了 Person 类的 hashCode() 方法，使用了 Objects.hash() 方法来生成哈希码。 Objects.hash() 方法会根据对象的属性生成哈希码，保证了如果两个对象的属性相同，那么它们的哈希码也相同。
现在，当我们把 p1 和 p2 添加到 HashSet 中时，HashSet 会根据哈希码把它们放到同一个位置。 由于 p1.equals(p2) 返回 true，所以 HashSet 会认为 p2 和 p1 是同一个对象，不会重复添加。
hashCode() 和 equals() 的约定
为了保证集合的正确性，hashCode() 方法和 equals() 方法必须遵守以下约定：
- 一致性： 如果两个对象相等（
equals()返回true），那么它们的哈希码必须相同。 - 对称性： 如果
a.equals(b)返回true，那么b.equals(a)必须返回true。 - 传递性： 如果
a.equals(b)返回true，并且b.equals(c)返回true，那么a.equals(c)必须返回true。 - 非空性：
a.equals(null)必须返回false。 - 一致性（
hashCode()）： 如果对象的属性没有改变，那么多次调用hashCode()方法必须返回相同的哈希码。
哪些集合需要重写 hashCode() 和 equals()？
主要是一些基于哈希表的集合，比如：
HashSetHashMapLinkedHashSetLinkedHashMap
这些集合使用哈希码来快速定位元素，因此，如果你的自定义对象要存储在这些集合中，就必须重写 hashCode() 和 equals() 方法。
如何正确重写 hashCode() 和 equals()？
重写 hashCode() 和 equals() 方法看似简单，但实际上有很多坑。 下面是一些建议：
- 使用 IDE 自动生成： 大多数 IDE（比如 IntelliJ IDEA、Eclipse）都提供了自动生成
hashCode()和equals()方法的功能。 这可以避免很多手误。 - 使用
Objects.equals()和Objects.hash()：Objects.equals()方法可以避免空指针异常，Objects.hash()方法可以方便地生成哈希码。 - 考虑所有重要的属性： 在重写
equals()方法时，要考虑所有影响对象相等性的属性。 在重写hashCode()方法时，也要使用所有这些属性来生成哈希码。 - 保持一致性： 确保
hashCode()方法和equals()方法保持一致。 如果两个对象相等，那么它们的哈希码必须相同。
总结：
hashCode() 和 equals() 方法是Java集合框架中非常重要的两个方法。 它们就像一对情侣，相辅相成，缺一不可。 只有正确地重写了这两个方法，才能保证集合的正确性和效率。
下面用一个表格总结一下：
| 方法 | 作用 | 场景 | 是否需要重写 |
|---|---|---|---|
equals() |
用于判断两个对象是否相等。 默认比较的是对象的引用，可以通过重写来比较对象的属性。 | 当需要自定义对象相等的标准时，比如在集合中判断元素是否重复。 | 是 |
hashCode() |
用于生成对象的哈希码，哈希码是一个整数，可以用来快速定位对象在集合中的位置。 如果两个对象相等（equals() 返回 true），那么它们的哈希码必须相同。 |
当对象需要存储在基于哈希表的集合中时，比如 HashSet、HashMap。 |
是 |
== |
用于比较两个对象的引用是否指向同一个内存地址。 | 通常用于比较基本类型的值，或者判断两个对象是否是同一个对象。 | 否 |
最后的忠告：
重写 hashCode() 和 equals() 方法是一项重要的任务，需要认真对待。 不要为了偷懒而随便重写，否则可能会导致意想不到的问题。 记住，代码质量的提高，往往就在这些细节之中。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解 hashCode() 和 equals() 方法，并在实际开发中正确使用它们。 祝你编程愉快！