重写hashCode()方法的规范及与equals()的一致性

在 Java 中，Object 类的 hashCode() 和 equals(Object obj) 方法是两个非常关键的方法，它们在集合类（如 HashMap、HashSet、Hashtable 等）中起着核心作用。为了确保这些集合类的正确行为，重写 hashCode() 时必须遵循一定的规范，并且要与 equals() 方法保持一致性。

一、Object 类中默认行为

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

public native int hashCode();

• equals()：默认比较引用地址（即是否是同一个对象）。
• hashCode()：默认返回一个基于对象内存地址的整数（由 JVM 实现，通常与内存地址相关）。

二、重写 hashCode() 的规范（来自官方文档）

根据 Java 官方文档，重写 hashCode() 必须遵守以下三条基本原则：

✅ 规范 1：一致性（Consistency）

在一个对象的生命周期内，只要用于 equals 比较的字段没有改变，hashCode() 必须始终返回相同的整数。

// 正确示例
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age); // 只依赖不变或稳定字段
}

⚠️ 注意：不要在 hashCode() 中使用可变字段（如 lastModifiedTime），否则会导致 HashMap 中的对象“找不到”。

✅ 规范 2：相等对象必须有相同哈希码（Consistent with equals）

如果两个对象通过 equals(Object) 方法比较是相等的（即 a.equals(b) == true），那么它们的 hashCode() 必须返回相同的值。

这是最重要的一条！否则会导致集合类（如 HashMap）失效。

// ❌ 错误示例
public class Person {
    private String name;

    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Person)) return false;
        Person p = (Person) o;
        return Objects.equals(name, p.name);
    }

    public int hashCode() {
        return new Random().nextInt(); // 每次返回不同值 —— 严重错误！
    }
}

即使 name 相同，hashCode() 不同 → 在 HashSet 中可能被当作两个不同对象 → 重复添加！

✅ 规范 3：不相等对象尽量有不同的哈希码（Performance Recommendation）

如果两个对象不相等（a.equals(b) == false），它们的 hashCode() 尽量返回不同的值，以减少哈希冲突，提高哈希表性能。

这不是强制要求，但影响性能。理想情况下，哈希函数应“均匀分布”。

三、hashCode() 与 equals() 的一致性原则

“相等的对象必须有相同的哈希码”
即：
如果 a.equals(b) == true，那么 a.hashCode() == b.hashCode() 必须为 true。

🚨 反例：不一致的后果

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

System.out.println(p1.equals(p2));     // true（假设 name 相同即相等）
System.out.println(p1.hashCode());     // 123
System.out.println(p2.hashCode());     // 456（假设只对 age 做 hash）

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

System.out.println(set.size());        // 输出 2！但逻辑上应为 1

❌ 问题：HashSet 使用 hashCode() 定位桶，再用 equals() 判断是否重复。哈希码不同 → 放入不同桶 → 被当作两个对象！

四、如何正确重写？

✅ 推荐做法：使用 Objects.hash()

import java.util.Objects;

public 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);
    }

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

    // toString() 建议也重写
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

✅ 手动实现（了解原理）

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

• 初始值通常为 17（质数）
• 每个字段用 31 * result + fieldHash，31 是质数且易于 JVM 优化

五、注意事项

// 使用 Lombok（简洁安全）
@Data
public class Person {
    private String name;
    private int age;
}

六、最佳实践总结

🔚 结论

只要重写了 equals()，就必须重写 hashCode()，并且保证：
a.equals(b) 为 true 时，a.hashCode() == b.hashCode() 也必须为 true。