Java hashCode() 與 equals() 契約深度解析：Hash 集合正確性的基石

核心契約：不可違反的鐵律

若兩物件 equals() 回傳 true，則其 hashCode() 必須相等。

反向不要求：hashCode 相等不代表 equals 為真 (哈希碰撞)。

預設實作

• Object.hashCode()：通常為記憶體地址映射 (Native 實作)
• Object.equals()：比較記憶體地址 (即 ==)

為什麼 Hash 集合依賴此契約？

HashMap/HashSet 內部維護哈希桶陣列：

1. 計算 Key 的 hashCode() → 定位桶索引
2. 桶內以 equals() 逐一比對

違反契約後果：

• equals()=true 但 hashCode() 不等 → 物件落入不同桶 → 查找/刪除失效、記憶體洩漏、重複元素

正確重寫範例

public class User {
    private Long id;
    private String name;
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof User)) return false;
        User user = (User) o;
        return Objects.equals(id, user.id) && Objects.equals(name, user.name);
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(id, name); // JDK 7+ 推薦
        // 手寫: 31 * (id != null ? id.hashCode() : 0) + (name != null ? name.hashCode() : 0)
    }
}

最佳實踐清單

1. 重寫 equals 必重寫 hashCode
2. 使用相同欄位集合計算兩者
3. 欄位含集合/陣列時需深度比對
4. 優先用 Objects.equals/hash (空值安全)
5. 不可變物件可緩存 hashCode (如 String)
6. 不要在 equals/hashCode 使用非最終/可變欄位

常見誤區

效能小貼士

• 高頻 Key 類別：預計算 hashCode 緩存 (不可變物件)
• 避免過度複雜的 hashCode 計算 (影響放入/查找速度)
• IDE 自動生成通常足夠，人工微調僅針對熱點類