Java 重寫 equals() 與 hashCode() 完整指南：基於 Effective Java 最佳實踐

何時必須重寫 equals()？

當類別具有「邏輯相等」語義（而非單純的物件身份比較）時。典型場景：值物件、DTO、實體類、集合元素、Map Key。

equals() 實作五步法

1. instanceof 檢查型別：if (!(o instanceof MyClass)) return false;
2. 轉型並逐欄位比較：

3. 滿足契約：自反性、對稱性、傳遞性、一致性、非空性。

為何重寫 equals() 必須重寫 hashCode()？

Java 規範：a.equals(b) == true ⇒ a.hashCode() == b.hashCode()。若僅重寫 equals()，物件放入 HashMap/HashSet 會導致「找不到已放入的元素」等嚴重 Bug。

hashCode() 經典演算法（Josh Bloch 版）

public int hashCode() {
    int result = 17; // 非零質數種子
    result = 31 * result + field1Hash; // 31 為質數，乘法散列
    result = 31 * result + field2Hash;
    // ... 所有參與 equals 比較的欄位
    return result;
}

各型別哈希計算對照表：

完整範例：涵蓋所有型別的 Unit 類

public class Unit {
    private short ashort;
    private char achar;
    private byte abyte;
    private boolean abool;
    private long along;
    private float afloat;
    private double adouble;
    private Unit aObject;
    private int[] ints;
    private Unit[] units;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof Unit)) return false;
        Unit u = (Unit) o;
        return u.ashort == ashort
            && u.achar == achar
            && u.abyte == abyte
            && u.abool == abool
            && u.along == along
            && Float.floatToIntBits(u.afloat) == Float.floatToIntBits(afloat)
            && Double.doubleToLongBits(u.adouble) == Double.doubleToLongBits(adouble)
            && (aObject == null ? u.aObject == null : aObject.equals(u.aObject))
            && Arrays.equals(ints, u.ints)
            && Arrays.equals(units, u.units);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + (int) ashort;
        result = 31 * result + (int) achar;
        result = 31 * result + (int) abyte;
        result = 31 * result + (abool ? 0 : 1);
        result = 31 * result + (int) (along ^ (along >>> 32));
        result = 31 * result + Float.floatToIntBits(afloat);
        long tmp = Double.doubleToLongBits(adouble);
        result = 31 * result + (int) (tmp ^ (tmp >>> 32));
        result = 31 * result + (aObject == null ? 0 : aObject.hashCode());
        result = 31 * result + Arrays.hashCode(ints);
        result = 31 * result + Arrays.hashCode(units); // Java 7+ Arrays.hashCode 支援物件陣列
        return result;
    }
}

現代開發工具輔助

• IDE 自動生成：IntelliJ Alt+Insert → equals() and hashCode()、Eclipse Source → Generate hashCode() and equals()。
• Lombok：@EqualsAndHashCode 一行搞定，支援 callSuper、onlyExplicitlyIncluded 等進階配置。
• 單元測試驗證：使用 EqualsVerifier 庫自動驗證契約合規性。

總結

equals() 與 hashCode() 是一對「雙胞胎」，缺一不可。遵循 Effective Java 經典演算法，善用 IDE/Lombok 工具，配合 EqualsVerifier 測試，即可寫出健壯、高效的值物件類別。