面试高频考点：hashCode与equals
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· 2021-12-23
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作者：随身电源
来源：https://juejin.cn/post/7011713684015677471
先来看阿里巴巴Java开发手册中的一段话：
【强制】关于 hashCode 和 equals 的处理，遵循如下规则：1） 只要重写 equals，就必须重写 hashCode。2） 因为 Set 存储的是不重复的对象，依据 hashCode 和 equals 进行判断，所以 Set 存储的 对象必须重写这两个方法。3） 如果自定义对象作为 Map 的键，那么必须重写 hashCode 和 equals。说明：String 重写了 hashCode 和 equals 方法，所以我们可以非常愉快地使用 String 对象 作为 key 来使用。
它要求我们若是重写equals方法则必须强制重写hashCode，这是为何呢？
equals和hashCode方法
我们先来了解一下这两个方法，它们都来自Object类，说明每一个类中都会有这么两个方法，那它俩的作用是什么呢？
首先是equals方法，它是用来比较两个对象是否相等。对于equals方法的使用，得分情况讨论，若是子类重写了equals方法，则将按重写的规则进行比较，比如：
public static void main(String[] args) {
String s = "hello";
String str2 = "world";
boolean result = s.equals(str2);
System.out.println(result);
}
来看看String类对equals方法的重写：
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
由此可知，String类调用equals方法比较的将是字符串的内容是否相等。又如：
public static void main(String[] args) {
Integer a = 500;
Integer b = 600;
boolean result = a.equals(b);
System.out.println(result);
}
观察Integer类的实现：
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
它比较的仍然是值，然而若是没有重写equals方法：
@AllArgsConstructor
static class User {
private String name;
private Integer age;
}
public static void main(String[] args) {
User user = new User("zs", 20);
User user2 = new User("zs", 20);
boolean result = user.equals(user2);
System.out.println(result);
}
即使两个对象中的值是一样的，它也是不相等的，因为它执行的是Object类的equals方法：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
我们知道，对于引用类型，==比较的是两个对象的地址值，所以结果为false，若是想让两个内容相同的对象在equals后得到true，则需重写equals方法：
@AllArgsConstructor
static class User {
private String name;
private Integer age;
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
return Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(age, user.age);
}
}
再来聊一聊hashCode方法，它是一个本地方法，用来返回对象的hash码值，通常情况下，我们都不会使用到这个方法，只有Object类的toString方法使用到了它：
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
为什么只要重写了equals方法，就必须重写hashCode
了解两个方法的作用后，我们来解决本篇文章的要点，为什么只要重写了equals方法，就必须重写hashCode呢？这是针对一些使用到了hashCode方法的集合而言的，比如HashMap、HashSet等，先来看一个现象：
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap<>();
String s1 = new String("key");
String s2 = new String("key");
map.put(s1, 1);
map.put(s2, 2);
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println(k + "--" + v);
});
}
这段程序的输出结果是：key--2，原因是HashMap中的key不能重复，当有重复时，后面的数据会覆盖原值，所以HashMap中只有一个数据，那再来看下面一段程序：
@AllArgsConstructor
@ToString
static class User {
private String name;
private Integer age;
}
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap<>();
User user = new User("zs", 20);
User user2 = new User("zs", 20);
map.put(user, 1);
map.put(user2, 2);
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println(k + "--" + v);
});
}
它的结果应该是什么呢？是不是和刚才一样，HashMap中也只有一条数据呢？可运行结果却是这样的：
EqualsAndHashCodeTest.User(name=zs, age=20)--1
EqualsAndHashCodeTest.User(name=zs, age=20)--2
这是为什么呢？这是因为HashMap认为这两个对象并不相同，那我们就重写equals方法：
@AllArgsConstructor
@ToString
static class User {
private String name;
private Integer age;
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
return Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(age, user.age);
}
}
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap<>();
User user = new User("zs", 20);
User user2 = new User("zs", 20);
System.out.println(user.equals(user2));
map.put(user, 1);
map.put(user2, 2);
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println(k + "--" + v);
});
}
运行结果：
true
EqualsAndHashCodeTest.User(name=zs, age=20)--1
EqualsAndHashCodeTest.User(name=zs, age=20)--2
两个对象判断是相同的，但HashMap中仍然存放了两条数据，说明HashMap仍然认为这是两个不同的对象。这其实涉及到HashMap底层的原理，查看HashMap的put方法：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
在存入数据之前，HashMap先对key调用了hash方法：
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
该方法会调用key的hashCode方法并做右移、异或等操作，得到key的hash值，并使用该hash值计算得到数据的插入位置，如果当前位置没有元素，则直接插入，如下图所示：
既然两个对象求得的hash值不一样，那么就会得到不同的插入位置，由此导致HashMap最终存入了两条数据。
接下来我们重写User对象的hashCode和equals方法：
@AllArgsConstructor
@ToString
static class User {
private String name;
private Integer age;
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
return Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(age, user.age);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
那么此时两个对象计算得到的hash值就会相同：
当通过hash计算得到相同的插入位置后，user2便会发现原位置上已经有数据了，此时将触发equals方法，对两个对象的内容进行比较，若相同，则认为是同一个对象，再用新值覆盖旧值，所以，我们也必须重写equals方法，否则，HashMap始终会认为两个new 出来的对象是不相同的，因为它俩的地址值不可能一样。
由于String类重写了hashCode和equals方法，所以，我们可以放心大胆地使用String类型作为HashMap的key。
在HashSet中，同样会出现类似的问题：
@AllArgsConstructor
@ToString
static class User {
private String name;
private Integer age;
}
public static void main(String[] args) {
Set对于内容相同的两个对象，若是没有重写hashCode和equals方法，则HashSet并不会认为它俩重复，所以会将这两个User对象都存进去。
总结
hashCode的本质是帮助HashMap和HashSet集合加快插入的效率，当插入一个数据时，通过hashCode能够快速地计算插入位置，就不需要从头到尾地使用equlas方法进行比较，但为了不产生问题，我们需要遵循以下的规则：
两个相同的对象，其hashCode值一定相同 若两个对象的hashCode值相同，它们也不一定相同
所以，如果不重写hashCode方法，则会发生两个相同的对象出现在HashSet集合中，两个相同的key出现在Map中，这是不被允许的，综上所述，在日常的开发中，只要重写了equals方法，就必须重写hashCode。
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