java.util.Set.contains(Object o) 的奇怪行为

Question

关于java.util.Set.contains(Object o) 的doc 说：

当且仅当此集合包含元素 e 时返回 true，使得 (o==null ? e==null : o.equals(e))。

也就是说，这是一个 POJO（如您所见，我覆盖了它的 equals 方法）：

public class MonthAndDay {

    private int month;
    private int day;

    public MonthAndDay(int month, int day) {
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        MonthAndDay monthAndDay = (MonthAndDay) obj;
        return monthAndDay.month == month && monthAndDay.day == day;
    }

}

请问，为什么下面的代码打印的是false 而不是true？

Set<MonthAndDay> set = new HashSet<MonthAndDay>();
set.add(new MonthAndDay(5, 1));
System.out.println(set.contains(new MonthAndDay(5, 1)));
// prints false

一个解决方案是重写contains(Object o)方法，但原来的应该（几乎）完全一样，我错了吗？

Set<MonthAndDay> set = new HashSet<MonthAndDay>() {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @Override
    public boolean contains(Object obj) {
        MonthAndDay monthAndDay = (MonthAndDay) obj;
        for (MonthAndDay mad : this) {
            if (mad.equals(monthAndDay)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

};
set.add(new MonthAndDay(5, 1));
System.out.println(set.contains(new MonthAndDay(5, 1)));
// prints true

Answer 1

当您覆盖equals(Object) 时，您还需要覆盖hashcode()。

具体来说，必须实现方法，使得如果a.equals(b) 是true，那么a.hashcode() == b.hashcode() 就是所有true。如果不遵守此不变量，则HashMap、HashSet 和Hashtable 将无法正常工作。

hashcode() 和 equals(Object) 的行为方式的技术细节在 Object API 中指定。

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那么，如果您弄错了，为什么基于散列的数据结构会损坏呢？好吧，基本上是因为哈希表通过使用哈希函数的值来缩小要与“候选”进行比较的值集。如果候选对象的哈希码与表中某些对象的哈希码不同，那么查找算法可能不会与表中的对象进行比较……即使对象相等。

Answer 2

HashSet 将只使用equals() 如果 元素共享相同的hashCode()，因此您需要覆盖两者。 Here 是HashSet#contains() 使用的代码的相关部分（注意HashSet 由HashMap 支持）：

  355       /**
  356        * Returns the entry associated with the specified key in the
  357        * HashMap.  Returns null if the HashMap contains no mapping
  358        * for the key.
  359        */
  360       final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
  361           int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
  362           for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
  363                e != null;
  364                e = e.next) {
  365               Object k;
  366               if (e.hash == hash &&
  367                   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
  368                   return e;
  369           }
  370           return null;
  371       }

不这样做，违反Object#hashCode()的合同，其中规定：

如果两个对象根据equals(Object)方法相等，那么 对两个对象中的每一个调用hashCode 方法必须产生 相同的整数结果。