為什麼重寫 equals 必須重寫 hashCode？契約、哈希表原理與最佳實踐

核心契約

1. 一致性：a.equals(b) == true ⇒ a.hashCode() == b.hashCode()
2. 非唯一性：hashCode 相等 ⇏ equals 相等（哈希碰撞）

底層原理：HashMap 存取流程

1. 計算 key.hashCode() 確定桶索引 (n-1) & hash
2. 桶內遍歷鏈表/紅黑樹，調用 equals 比較
3. 若未重寫 hashCode，邏輯相等對象落入不同桶，**導致無法查找、重複插入**

反面教材

class Bad {
    String name;
    @Override public boolean equals(Object o) {
        return o instanceof Bad && name.equals(((Bad)o).name);
    }
    // 缺失 hashCode → 繼承 Object.identityHashCode()
}

Set set = new HashSet<>();
set.add(new Bad("A"));
set.add(new Bad("A")); // 邏輯相等，但 hashCode 不同
System.out.println(set.size()); // 輸出 2！違反 Set 語義

正確實現模板

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (!(o instanceof Person)) return false;
    Person p = (Person) o;
    return Objects.equals(name, p.name) && age == p.age;
}

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age); // JDK 7+ 推薦
    // 手動實現：31 * name.hashCode() + age
}

IDE 生成與庫支援

• IntelliJ IDEA：Alt+Insert → equals() and hashCode()
• Lombok：@EqualsAndHashCode 自動生成
• Guava：Objects.hashCode()、MoreObjects.toStringHelper()

不可變對象優勢

若類不可變，hashCode 可緩存（如 String），提升性能；作為 Map Key/Set 元素安全可靠。

總結

• 「equals 相等 ⇒ hashCode 相等」是**硬性規範**，違反即導致集合失效
• 始終成對重寫，使用 Objects.hash 或 IDE 生成
• 字段選擇：equals 用哪些字段，hashCode 就用哪些
• 避免在 equals 中使用非確定性計算