Java：如何重写 `equals()` 和 `hashCode()` 方法

在 Java 中，equals() 和 hashCode() 方法是 Object 类中定义的重要方法。它们用于比较对象的相等性以及计算对象的哈希值。正确地重写这两个方法对于实现集合类中的对象比较、数据存储和查找至关重要。本文将详细介绍如何在 Java 中重写 equals() 和 hashCode() 方法，并讨论其最佳实践。

一、equals() 方法的重写

equals() 方法用于判断两个对象是否相等。Object 类中定义的 equals() 方法是比较两个对象的引用是否相同，即它默认的实现是比较对象的内存地址。要根据对象的实际内容来判断相等性，通常需要重写 equals() 方法。

1.1 重写 equals() 方法的步骤

1. 使用 instanceof 进行类型检查：
   确保传入的对象是当前类的实例。如果不是，则返回 false。

2. 比较重要字段：
   比较两个对象的关键字段，以确定它们的逻辑相等性。

3. 避免比较同一对象：
   如果对象是同一实例，直接返回 true。

1.2 代码示例

假设我们有一个 Person 类，其中包含 name 和 age 两个字段：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 构造函数
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // 检查是否是同一对象
        if (this == obj) return true;

        // 检查类型
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;

        // 类型转换
        Person person = (Person) obj;

        // 比较字段
        return age == person.age && (name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}

在这个例子中，equals() 方法首先检查对象引用是否相同。如果是，它返回 true。接着，它检查对象是否为 Person 类型，如果不是，则返回 false。然后，比较 name 和 age 字段来判断对象是否相等。

二、hashCode() 方法的重写

hashCode() 方法用于计算对象的哈希码，哈希码是对象在哈希表中的唯一标识符。Java 的集合框架（如 HashMap、HashSet）利用 hashCode() 方法来快速查找和存储对象。正确地重写 hashCode() 方法对于保证集合的正确性至关重要。

2.1 重写 hashCode() 方法的步骤

1. 使用重要字段：
   计算哈希码时应该使用对象的关键字段。这样可以确保对象的哈希码一致性。

2. 使用质数进行计算：
   通常使用质数（如 31）来计算哈希码，因为这有助于减少哈希冲突。

2.2 代码示例

在前面的 Person 类中，已经重写了 hashCode() 方法。hashCode() 方法的实现如下：

@Override
public int hashCode() {
    int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
    result = 31 * result + age;
    return result;
}

在这个方法中：

• 使用 name 的哈希码（如果 name 不为空）来初始化结果。
• 将结果与 age 结合，使用质数 31 来减少冲突的概率。

三、equals() 和 hashCode() 的一致性

重要性：

• 如果两个对象通过 equals() 方法相等，则它们的 hashCode() 方法必须返回相同的值。这是为了确保对象在哈希表中能正确地定位。
• 如果两个对象的 equals() 方法返回 false，则它们的 hashCode() 方法返回的值可以不同，但没有硬性要求。

示例：
如果我们在 Person 类中重写 equals() 方法而不重写 hashCode() 方法，可能会导致以下问题：

Set<Person> set = new HashSet<>();
Person p1 = new Person("Alice", 30);
Person p2 = new Person("Alice", 30);

set.add(p1);
System.out.println(set.contains(p2)); // 如果 hashCode() 不一致，将返回 false

在这种情况下，即使 p1 和 p2 应该被视为相等的对象，由于 hashCode() 方法不一致，HashSet 可能无法正确地识别 p2。

四、总结

重写 equals() 和 hashCode() 方法在 Java 编程中是一个重要的任务。遵循以下原则：

• 重写 equals() 方法：确保两个对象在逻辑上相等时，equals() 方法返回 true。使用 instanceof 检查类型，比较关键字段。
• 重写 hashCode() 方法：确保在 equals() 返回 true 时，hashCode() 返回相同的值。使用质数进行计算以减少冲突。

遵循这些最佳实践可以确保对象在集合框架中的正确行为，提高应用程序的可靠性和性能。希望本文能帮助你理解和正确实现 equals() 和 hashCode() 方法。