为什么要重写 hashcode 和 equals 方法

在面试Java初级开发时，提到自定义类在HashMap中存储时遇到的问题，往往会引发关于equals和hashCode方法的讨论。很多候选人表示自己从未重写过这两个方法，这不仅会导致实际开发中遇到问题，还可能在面试中暴露对Java内存管理和集合机制的理解不足。本文将从HashMap的存储规则入手，解释为什么要重写hashCode和equals方法，以及它们的重要性。

1. 理解Hash算法与HashMap的高效性

Hash表（即哈希表）是一种高效的数据结构，能够在平均O(1)时间内完成查找、插入和删除操作。与传统的线性表（如ArrayList）相比，Hash表的平均查找时间从O(n/2)显著降低到O(1)。

Hash表的核心原理是通过将键（Key）和值（Value）映射到一个特定位置（Index），称为Hash值。Java中的HashMap采用了链地址法来解决Hash冲突。

2. 为什么要重写equals和hashCode方法

当我们将自定义对象存入HashMap时，如果不重写hashCode和equals方法，可能会遇到以下问题：

示例分析：WithoutHashCode.java

import java.util.HashMap;
class Key {
    private Integer id;
    public Key(Integer id) {
        this.id = id;
    }
    // hashCode和equals方法被注释掉
}
public class WithoutHashCode {
    public static void main(String[] args) {
        Key k1 = new Key(1);
        Key k2 = new Key(1);
        HashMap
   
     hm = new HashMap<>();
        hm.put(k1, "Key with id is 1");
        System.out.println(hm.get(k2));
    }
}

问题1：无法通过相同值的对象正确取值
- hashCode方法未重写，k1和k2的hashCode值分别为它们的内存地址。由于k1和k2是不同的对象，hashCode值不同，导致无法通过k2取到对应的值。

问题2：无法正确判断对象相等
- equals方法未重写，k1和k2会被视为两个不同的对象，无法找到正确的链表节点。

重写方法后的效果

class Key {
    private Integer id;
    public Key(Integer id) {
        this.id = id;
    }
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
            return false;
        }
        Key key = (Key) o;
        return Objects.equals(id, key.id);
    }
    public int hashCode() {
        return id != null ? id.hashCode() : 0;
    }
}
public class WithoutHashCode {
    public static void main(String[] args) {
        Key k1 = new Key(1);
        Key k2 = new Key(1);
        HashMap
   
     hm = new HashMap<>();
        hm.put(k1, "Key with id is 1");
        System.out.println(hm.get(k2)); // 输出："Key with id is 1"
    }
}

效果1：相同值的对象能正确取值
- k1和k2的hashCode值相同，存储在同一个链表节点下。

效果2：能正确判断对象相等
- equals方法判断对象的id是否相等，确保k2能找到k1的链表节点。

3. 对面试问题的说明

在面试中，提到hashCode和equals方法时，可以深入探讨以下问题：

你有没有重写过hashCode方法？
- 回答：有，重写了hashCode方法，确保每个对象的hashCode与其属性值相关联。

你在使用HashMap时有没有重写hashCode和equals方法？
- 回答：是的，重写了这两个方法，以确保自定义对象能正确存储和查找。

你是怎么写的？
- 回答：我重写了hashCode方法，使用对象的属性值计算哈希码。同时，重写了equals方法，判断对象的属性是否相等。

结论

重写hashCode和equals方法的主要作用是确保自定义对象能像预期一样存储和查找。这种做法不仅避免了哈希冲突，还能保证HashMap正确地找到目标对象。对于开发人员来说，这是基础的OOP知识，熟练掌握它对项目开发和面试中都至关重要。

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