深度解析 Java hashCode() 與 equals() 契約及 HashSet 去重原理

核心認知

• hashCode() 返回 int 散列碼，決定對象在哈希表（HashMap/HashSet/Hashtable）中的存儲桶位置
• 僅在哈希容器中生效，普通對象調用無實際意義
• 契約：equals 相等 → hashCode 必相等；hashCode 相等 ↛ equals 必相等

HashSet 去重機制演示

錯誤示範：僅重寫 hashCode()

public class HashTest {
    private int i;
    public int hashCode() { return i % 10; }  // 故意製造碰撞
    // 未重寫 equals() → 使用 Object 默認引用比較
    
    public static void main(String[] args) {
        HashTest a = new HashTest(); a.setI(1);
        HashTest b = new HashTest(); b.setI(1);
        Set<HashTest> set = new HashSet<>();
        set.add(a); set.add(b);
        System.out.println(a.hashCode() == b.hashCode()); // true
        System.out.println(a.equals(b));                  // false
        System.out.println(set); // [HashTest@1, HashTest@1]  ← 重複對象！
    }
}

後果：同桶不同對象，HashSet 失去去重功能。

正確示範：同時重寫 hashCode() 與 equals()

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true;
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
    HashTest other = (HashTest) obj;
    return this.i == other.i;  // 業務鍵一致即視為相等
}

@Override
public int hashCode() {
    return i % 10;  // 必須使用與 equals 相同的業務字段
}

結果：true true [HashTest@1] 僅保留一個對象。

最佳實踐總結

1. 業務鍵一致性：hashCode 與 equals 必須基於相同業務字段計算
2. 不可變性：參與計算的字段應為 final 或不可變，防止放入 Map 後修改導致找不到
3. 分布均勻：優質 hashCode 應盡量分散，減少碰撞（可用 Objects.hash(field1, field2)）
4. IDEA 自動生成：Alt+Insert → equals() and hashCode() 可靠生成

常見誤區

「兩個對象 hashCode 相等就說明它們相等」→ 錯誤，只是落在同一桶，還需 equals 進一步比較。