Java中hashCode方法与equal方法何时重写

背景：项目中遇到需要去重的类实体，使用集合HashSet，需要在该类中重写hashCode与equal方法，了解一下Object中的这两个方法。

在 Java 中，hashCode() 和 equals() 方法通常需要一起重写，特别是当你创建自定义类并希望该类的对象能够在基于哈希的集合（如 HashMap、HashSet、LinkedHashMap、LinkedHashSet）中正确工作时。

1. 为什么需要重写这两个方法？

• equals()：默认实现（Object.equals()）比较的是对象的引用（内存地址），而大多数情况下，我们希望比较对象的内容是否相等。
• hashCode()：哈希集合（如 HashMap）依赖 hashCode() 来确定对象在哈希表中的存储位置。如果两个对象通过 equals() 比较相等，但 hashCode() 返回不同的值，会导致哈希集合无法正常工作（例如，无法正确存储或查找元素）。

2. 何时需要重写？

2.1 当你需要自定义对象的相等性逻辑时

• 示例场景：
  • 比较两个 Person 对象是否相等，只要它们的 id 相同即认为相等。
  • 比较两个 Point 对象（表示坐标点）是否相等，只要 x 和 y 坐标相同即认为相等。

2.2 当你的类会作为哈希集合的键时

• 必须同时重写 equals() 和 hashCode()，确保：
  • 一致性：如果两个对象 equals() 相等，则它们的 hashCode() 必须相同。
  • 稳定性：对象的 hashCode() 在其生命周期内不应改变（通常基于不可变字段计算）。

3. 如何正确重写？

3.1 重写 equals() 的原则

• 自反性：x.equals(x) 必须为 true。
• 对称性：x.equals(y) 为 true ⇒ y.equals(x) 也为 true。
• 传递性：若 x.equals(y) 和 y.equals(z) 为 true，则 x.equals(z) 也为 true。
• 一致性：多次调用 x.equals(y) 结果应相同（前提是对象未改变）。
• 非空性：x.equals(null) 必须为 false。

例如：

@Override
public boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return id == person.id; // 假设通过id判断相等性
}

3.2 重写 hashCode() 的原则

• 相等性约束：若 x.equals(y) 为 true，则 x.hashCode() == y.hashCode() 必须成立。
• 散列均匀性：尽量让不同的对象返回不同的哈希值，减少哈希冲突。

例如：

@Override
public int hashCode() {int result = 17; // 一个非零的初始值result = 31 * result + (field1 != null ? field1.hashCode() : 0);result = 31 * result + (field2 != null ? field2.hashCode() : 0);return result;
}

4. 常见误区与注意事项

1. 只重写 equals() 而不重写 hashCode()：

   会导致哈希集合（如 HashMap、HashSet）无法正常工作。例如：

   Person p1 = new Person(1, "Alice");
   Person p2 = new Person(1, "Alice");
   Set<Person> set = new HashSet<>();
   set.add(p1);
   set.contains(p2); // 返回false（即使p1和p2通过equals()相等）

2. 使用 IDE 自动生成方法：

   • 大多数 IDE（如 IntelliJ、Eclipse）可以自动生成 equals() 和 hashCode()，基于对象的字段计算。

3. 不可变类（如 String、Integer）：

   • 这些类已经正确重写了 equals() 和 hashCode()，因此可以直接用作哈希集合的键。

总结

• 必须重写：当你的类需要自定义相等性逻辑，或作为哈希集合的键时。
• 成对重写：重写 equals() 时必须同时重写 hashCode()，确保两者一致性。
• 使用工具：利用 IDE 或 Lombok 等工具自动生成方法，减少手动错误。

扩展知识：

‌hashCode方法重写时使用31作为乘数的原因主要包括以下几点‌：

1. ‌奇质数的特性‌：31是一个奇质数，这意味着它能有效地减少哈希冲突的概率。使用质数作为乘数可以帮助分散哈希值，从而提高哈希表的性能‌12。

2. ‌位运算效率‌：在计算机中，乘以31可以通过位运算来优化，具体为(x << 5) - x。这种方式比直接乘法更加高效，因为位移操作通常比乘法快得多‌12。

3. ‌良好的分布性‌：经过实践证明，31可以提供良好的哈希值分布，适用于字符串等对象的哈希计算。它能够有效地将不同的输入映射到不同的哈希值上，减少了碰撞的可能性‌12。

4. ‌历史原因和测试结果‌：31作为一个不大不小的质数，经过大量测试表明其在哈希计算中表现良好，冲突率较低。例如，使用31、33、37、39和41作为乘数进行哈希计算时，31的冲突结果最少‌4。