在 Java 开发过程中，equals() 和 hashCode() 方法是高频使用但又容易出错的知识点。特别是在集合操作、对象比较以及面试场景中，这两个方法的实现直接影响到程序的正确性和性能。

为什么需要 equals() 和 hashCode()？

在 Java 中，equals() 用于比较两个对象是否相等，而 hashCode() 则用于对象的哈希计算，特别是在集合（如 HashMap、HashSet）中起到重要作用。

equals() 方法的作用

equals() 方法用于比较两个对象的内容是否相等，而不是比较它们在内存中的地址。例如：

String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("hello");
System.out.println(str1 == str2); // false
System.out.println(str1.equals(str2)); // true

hashCode() 方法的作用

hashCode() 方法返回对象的哈希值，在哈希表（如 HashMap）中用于快速查找。例如：

HashSet<String> set = new HashSet<>();
set.add("hello");
System.out.println(set.contains("hello")); // true

equals() 和 hashCode() 的关系

根据 Java 规范，如果两个对象相等（equals() 返回 true），它们的 hashCode() 也必须相同，否则在 HashMap、HashSet 等集合中可能会导致异常行为。

equals() 的正确实现方式

equals() 方法的重写规则

1. 自反性：x.equals(x) 必须返回 true
2. 对称性：x.equals(y) 返回 true，那么 y.equals(x) 也必须返回 true
3. 传递性：x.equals(y) 和 y.equals(z) 都返回 true，那么 x.equals(z) 也必须返回 true
4. 一致性：只要对象未被修改，多次调用 equals() 结果必须相同
5. 与 null 比较必须返回 false

equals() 实现示例

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        Person person = (Person) obj;
        return age == person.age && name.equals(person.name);
    }
}

hashCode() 的正确实现方式

hashCode() 的规则

1. 相等的对象必须具有相同的 hashCode 值
2. 不相等的对象可以具有相同的 hashCode，但应该尽量避免
3. hashCode() 结果应尽量均匀分布，以减少哈希冲突

hashCode() 实现示例

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age);
}

equals() 和 hashCode() 常见错误

1. 只重写 equals() 而不重写 hashCode()

class Employee {
    private String id;
    
    public Employee(String id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        Employee employee = (Employee) obj;
        return id.equals(employee.id);
    }
}

这个类没有重写 hashCode()，如果将 Employee 对象放入 HashSet，即使 equals() 判断两个对象相等，它们的 hashCode() 可能不同，导致 contains() 失效。

2. 使用不稳定的字段计算 hashCode()

@Override
public int hashCode() {
    return new Random().nextInt(); // 错误：每次调用都不同
}

这样做会导致 HashMap 等集合频繁调整哈希表结构，降低性能。

结论

1. equals() 和 hashCode() 必须同时重写
2. hashCode() 计算应使用稳定的字段，避免随机值
3. 使用 Objects.hash() 可以简化 hashCode() 计算

掌握 equals() 和 hashCode() 的实现原则，可以有效避免集合类中的问题，提高 Java 开发的质量和效率。