Java hashCode() 方法詳解與實作範例

在 Java 開發中，hashCode() 是 Object 類別中定義的核心方法，主要用於雜湊表結構（如 HashMap、HashSet）快速定位物件儲存位置。Java 規範嚴格要求：若兩個物件透過 equals() 比較為相等，則它們的 hashCode() 必須相同；反之，hashCode() 相同的物件不一定 equals() 為真。

核心規則與契約

1. 一致性：同一物件在執行期間多次呼叫 hashCode() 應回傳相同整數（前提是 equals() 比較所用欄位未變更）。
2. 相等性蕴含：a.equals(b) == true → a.hashCode() == b.hashCode()。
3. 非對稱性：hashCode() 相等不保證 equals() 為真（發生碰撞時）。

實作範例：String 的 hashCode 行為

public class HashCodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "aaa";
        String str2 = str1;           // 同一參考
        String str3 = "bbb";          // 不同內容

        System.out.println(str1.equals(str2)); // true
        System.out.println("str1.hashCode(): " + str1.hashCode()); // 96321
        System.out.println("str2.hashCode(): " + str2.hashCode()); // 96321
        System.out.println("str3.hashCode(): " + str3.hashCode()); // 97314
    }
}

輸出結果：

true
str1.hashCode(): 96321
str2.hashCode(): 96321
str3.hashCode(): 97314

解析

• str1 與 str2 指向同一字串物件，equals() 為 true，雜湊碼自然相同。
• str3 內容不同，雜湊碼也不同（97314 vs 96321）。
• String 類別已重寫 hashCode()，演算法為 s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]，確保相同內容產生相同雜湊值。

自訂類別實作建議

覆寫 equals() 時 務必同步覆寫 hashCode()，否則在雜湊容器中會導致「找不到已放入的物件」等詭異 Bug。常用策略：

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(field1, field2, field3); // JDK 7+ 推薦
}

或手動實作：31 * result + (field == null ? 0 : field.hashCode())。

效能考量

優良的 hashCode() 應盡量分散，減少碰撞，提升 HashMap 存取效率。若計算成本高，可考慮快取雜湊值（如 String 內部快取）。