Java equals() 与 hashCode() 契约详解及容器类（List/Set/Map）核心整理

经典问题

1. 为什么重写 equals() 一定要重写 hashcode?
2. HashMap 是怎么判断两个对象是否相等的？
3. HashMap 为什么要这么做？

一、为什么重写 equals() 一定要重写 hashCode()？

1. Java 官方的硬性契约（必须遵守）

java.lang.Object 类中明确规定了两个方法的共生关系：

• 如果两个对象通过 equals() 比较相等，那么它们的 hashCode()必须返回相同的整数。
• 如果两个对象通过 equals() 比较不相等，它们的 hashCode()可以相同也可以不同（但建议不同，以提高哈希表性能）。

2. 违反契约的后果（以 HashMap 为例）

如果你只重写了 equals() 而没重写 hashCode()，会导致哈希集合（HashMap、HashSet、HashTable 等）逻辑混乱：

• 场景：你创建了两个对象 A 和 B，A.equals(B) == true，但 A.hashCode() != B.hashCode()。
• 存入 HashMap：map.put(A, "value") 会根据 A 的哈希码找到一个位置存入。
• 读取 HashMap：map.get(B) 会根据 B 的哈希码去找（可能找到另一个位置），结果找不到（认为是两个不同的 Key），尽管逻辑上它们是相等的。

二、HashMap 是怎么判断两个对象（Key）是否相等的？

HashMap 判断两个 Key 是否相等，遵循**'先哈希码，后 equals'**的双重检查机制：

1. 第一步：比较 hashCode()
   1. 先调用 Key 对象的 hashCode() 方法，计算哈希值。
   2. 如果哈希值不同：直接判定两个对象不相等（连 equals 都不用比了，效率高）。
   3. 如果哈希值相同（哈希碰撞）：进入第二步。
2. 第二步：比较 equals()
   1. 调用 Key 对象的 equals() 方法进行内容比对。
   2. 如果 equals() 返回 true：判定两个对象相等（视为同一个 Key）。
   3. 如果 equals() 返回 false：判定两个对象不相等（虽然哈希冲突，但仍是不同 Key）。

三、HashMap 为什么要这么设计？

这是为了兼顾性能与准确性，本质是由 HashMap 底层的**'哈希表（数组 + 链表/红黑树）'**数据结构决定的：

1. 为什么要先比 hashCode()？（为了快）

• HashMap 的核心优势是查询速度极快（接近 O(1)）。
• 它通过 hashCode 直接计算出 Key 在数组中的存储下标，从而快速定位。
• 如果不先比 hashCode，而是每次都遍历所有元素调用 equals，那性能就退化成了链表（O(n)），失去了哈希表的意义。

2. 为什么还要比 equals()？（为了准）

• ：不同的对象可能算出相同的 hashCode（就像不同的人可能有相同的指纹概率）。