Java 重寫 equals() 必須重寫 hashCode()：契約與實戰詳解

核心契約

根據 Object 規範，重寫 equals() 時必須重寫 hashCode()，以滿足：

1. 若 obj1.equals(obj2) == true，則 obj1.hashCode() == obj2.hashCode() 必為 true。
2. 若 obj1.hashCode() != obj2.hashCode()，則 obj1.equals(obj2) 必為 false（逆否命題）。

違反契約會導致 HashSet、HashMap、Hashtable 等雜湊容器行為異常（如重複元素無法去重）。

為什麼需要 hashCode？

• equals() 用於值比較（預設比較引用地址）。
• hashCode() 用於雜湊桶定位，加速查找。
• 雜湊容器先比 hashCode 定位桶，再用 equals 精確比對。若兩物件 equals 相等但 hashCode 不同，會落入不同桶，導致容器誤判為不同物件。

實戰範例

class Name implements Serializable {
    private String id;
    public Name(String id) { this.id = id; }

    @Override public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Name) {
            Name other = (Name) obj;
            return id.equals(other.id);
        }
        return false;
    }

    @Override public int hashCode() {
        return id.hashCode(); // 委派給 String 的 hashCode
    }
}

驗證程式碼

Name n1 = new Name("01");
Name n2 = new Name("01");
Set<Name> set = new HashSet<>();
set.add(n1);
set.add(n2);
System.out.println(set.size()); // 輸出 1，符合預期
System.out.println(n1.equals(n2)); // true
System.out.println(n1.hashCode() == n2.hashCode()); // true

常見錯誤

• 只重寫 equals 不重寫 hashCode：導致 HashSet 存入重複物件。
• hashCode 計算欄位與 equals 比較欄位不一致：違反契約。
• 使用可變欄位計算 hashCode：物件放入容器後修改欄位，導致找不到原桶位置。

最佳實踐

1. 使用 Objects.hash(field1, field2, ...) (Java 7+) 自動生成穩定雜湊碼。
2. IDE 自動生成 equals/hashCode 時，確保欄位集合一致。
3. 不可變物件適用緩存 hashCode 優化效能。

總結

equals 與 hashCode 是雙生契約，缺一不可。正確實作是使用雜湊容器的前提。