為什麼重寫 equals 必須重寫 hashCode

Java equals 與 hashCode 契約深度解析

核心規約

若兩個對象根據 equals() 判斷相等，則它們的 hashCode() 必須相等。
反之，hashCode() 相等的對象，equals() 不一定相等（哈希碰撞）。

違反契約的後果：HashSet/HashMap 失效

場景：學生學號去重

class Student {
    private int stuNo;
    private String name;
    // 建構子、getter 省略
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj instanceof Student) {
            return this.stuNo == ((Student) obj).stuNo;
        }
        return false;
    }
    // 忘記重寫 hashCode()！
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student> set = new HashSet<>();
        set.add(new Student(123, "Tom"));
        set.add(new Student(456, "Jerry"));
        set.add(new Student(123, "Lily")); // 同學號，應去重
        
        for (Student s : set) {
            System.out.println(s.getStuNo() + " - " + s.getName());
        }
    }
}

輸出結果

123 - Lily
456 - Jerry
123 - Tom  // 重複學號未去重！

根因分析：HashMap 底層邏輯

1. HashSet.add() 內部調用 HashMap.put()
2. put() 計算 hash(key) 確定桶位置
3. 遍歷鏈表比較：e.hash == hash && (e.key == key || key.equals(k))
4. 關鍵點：先比 hashCode，不等則直接判定為不同對象，不再調用 equals

未重寫 hashCode 時，預設使用 Object.hashCode()（基於內存地址），導致邏輯相等的對象哈希值不同，落入不同桶位，equals 根本不被調用。

正確實作

@Override
public int hashCode() {
    return Integer.hashCode(stuNo); // 或 Objects.hash(stuNo)
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true;
    if (!(obj instanceof Student)) return false;
    Student other = (Student) obj;
    return this.stuNo == other.stuNo;
}

修正後輸出

456 - Jerry
123 - Tom  // 正確去重，保留首個

為什麼要先比 hashCode？

性能優化： equals 可能涉及複雜業務邏輯（多字段比較、遞歸比較），hashCode 比較極快（整數比較）。先過濾掉明顯不同的對象，大幅提升查找效率。

最佳實踐指南

1. 必須成對重寫：重寫 equals 時必須重寫 hashCode
2. 使用相同字段：兩個方法使用的字段集合必須一致
3. 使用工具類： Objects.hash(field1, field2...) (Java 7+) 或 IDE 自動生成
4. 不可變對象：參與 equals/hashCode 的字段應為 final 或不可變
5. 不要在 hashCode 中包含集合/數組：除非深度計算，否則性能差且易變

常見誤區

1. 上一篇文章： Java 數據庫連接池配置全攻略
2. 下一篇文章： 深入淺出 Java 靜態區塊、實例區塊與建構子執行順序

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