为什么覆盖equals时总要覆盖hashCode

为什么要覆盖hashcode

每个覆盖equals方法的类中，也必须覆盖hashCode方法。如果不这样做的话，就会违反Object.hashCode的通用约定，这个约定的内容如下：

摘自Object规范[JavaSE6]：

在应用程序的执行期间，只要对象的equals方法的比较操作所用到的信息没有被修改，那么对这同一个对象调用多次，hashCode方法都必须始终如一的返回同一个整数。在同一个应用程序的多次执行过程中，每次执行所返回的整数可以不一致
如果两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法都必须产生同样的整数结果
如果两个对象根据equals(Object)方法比较是不相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法，则不一定要产生不同的整数结果。但是程序员应该都知道，给不相等的对象产生截然不同的整数结果，有可能提高散列表（hash table）的整体性能

因此如果覆盖equals方法时没有覆盖hashCode方法，就相当于违反了第二条约定：相等的对象必须具有相等的散列码

具体地，根据类的equals方法，两个截然不同的实例在逻辑上有可能是相等的，但是，根据Object类的hashCode方法，它们仅仅是两个没有任何共同之处的对象，所以如果不覆盖hashCode的话，这两个在逻辑上相等的对象的hashCode返回的结果是两个随机的整数，而不是第二条约定那样返回两个相等的整数。

说的可能繁琐，不如举个例子来看看。

假设我们有一个矩形类Rectangle，它的定义如下：

public class Rectangle{
    private int width;
    private int height;
    
    public Rectangle(int width,int height){
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
}

那么从逻辑上说，如果两个矩形的宽和高是一样的，那么我们就认为这两个矩形是相同的。但是对对象而言，即使两个矩形对象的宽和高一样，但是由于这两个并不是同一个对象，所以进行比较的话结果是false。

Rectangle rectangle1 = new Rectangle(3, 4);
Rectangle rectangle2 = new Rectangle(3, 4);
System.out.println(rectangle1 == rectangle2); //false
System.out.println(rectangle1.equals(rectangle2); //false

所以，首先要实现只要宽和高相同就是同一个矩形这种逻辑，我们需要覆盖其equals方法：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    Rectangle o = (Rectangle) obj;
    if (length == o.length){
        if (width == o.width){
            return true;
        }else return false;
    } else if (width == o.length) {
        if (length == o.width) {
            return true;
        }else return false;
    }
    return false;
}

1	System.out.println(rectangle1.equals(rectangle2); //true

那么为什么要覆盖hashCode呢？

主要是因为如果不继续覆盖hashCode的话，那么会导致Rectangle类无法跟所有基于散列（hash）的集合一起使用，包括HashMap、HashSet和HashTable等。

如果不覆盖hashCode使用HashMap时，我们可以测试一下：

HashMap<Rectangle, String> map2 = new HashMap<>(16);
map2.put(rectangle1, "nice");
map2.put(rectangle2, "bad");

System.out.println("size = " + map2.size()); // 2

这时候的输出结果是2，但是我们已经认为rectangle1和rectangle2在逻辑上是相等的了，根据HashMap的特性，rectangle1和rectangle2应该是同一个key值，也就是说，rectangle2应该会覆盖掉rectangle1的value值，即bad应该覆盖了nice，最终结果应该是size = 1，但事实却并不是像我们想象的那样。这是因为put操作是通过hashCode计算得出对象的散列值，由于没有覆盖hashCode方法，导致这两个对象的hashcode值像两个随机数，因此大概率会分配到不同的散列桶中（不知道这个概念可以看一下HashMap原理），而即使这两个对象恰好被放到同一个散列桶中，底层还是会认为这两个不是同一个对象，这是因为HashMap有一个优化，可以将每个项相关联的散列码（hashcode）缓存起来，如果散列码不匹配，也不必再去检验对象的等同性。

如何覆盖hashcode

想要让rectangle1和rectangle2做为同一个key，在散列时落在同一个桶中，我们就必须要来覆盖hashCode方法。一个好的散列函数通常倾向于为不相等的对象产生不相等的散列码，这也正是上述第三条约定的含义。通常我们覆盖hashCode的计算方法如下：

@Override
public int hashCode() {
    int result = 17;
    result = 31 * result + length*width;
    return result;
}

上面的值17是任选的，而之所以选择31，一方面是因为它是一个奇素数，因为如果乘数是偶数，并且乘法溢出的话，信息就会丢失；另外一方面31有一个很好的特性，就是可以用移位和减法来代替乘法，可以得到更好的性能：31 * i == (i << 5) - i，现代的VM都可以自动完成这种优化。

在我们覆盖hashCode后，再试一次调用：

HashMap<Rectangle, String> map2 = new HashMap<>(16);
map2.put(rectangle1, "nice");
map2.put(rectangle2, "nice");
System.out.println("size =" + map2.size()); //1

这样就可以得到我们想要的结果了！