如果我覆盖 Java 中的“equals”方法，为什么需要覆盖哈希码？

Question

我知道每当equals 方法在Java 中被覆盖时，都需要覆盖哈希码。那只是一份合同。我试图理解这背后的逻辑。我正在阅读Joshua Bloch 的*Effective Java，我遇到了这段代码（第 9 项，第 45 页）：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public final class PhoneNumber {
    private final short areaCode;
    private final short prefix;
    private final short lineNumber;

    public PhoneNumber(int areaCode, int prefix, int lineNumber) {
        rangeCheck(areaCode, 999, "area code");
        rangeCheck(prefix, 999, "prefix");
        rangeCheck(lineNumber, 9999, "line number");
        this.areaCode = (short) areaCode;
        this.prefix = (short) prefix;
        this.lineNumber = (short) lineNumber;
    }

    private static void rangeCheck(int arg, int max, String name) {
        if (arg < 0 || arg > max)
            throw new IllegalArgumentException(name + ": " + arg);
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == this)
            return true;
        if (!(o instanceof PhoneNumber))
            return false;
        PhoneNumber pn = (PhoneNumber) o;
        return pn.lineNumber == lineNumber && pn.prefix == prefix
                && pn.areaCode == areaCode;
    }

    // Broken - no hashCode method!

    // A decent hashCode method - Page 48
    // @Override public int hashCode() {
    // int result = 17;
    // result = 31 * result + areaCode;
    // result = 31 * result + prefix;
    // result = 31 * result + lineNumber;
    // return result;
    // }

    // Lazily initialized, cached hashCode - Page 49
    // private volatile int hashCode; // (See Item 71)
    //
    // @Override public int hashCode() {
    // int result = hashCode;
    // if (result == 0) {
    // result = 17;
    // result = 31 * result + areaCode;
    // result = 31 * result + prefix;
    // result = 31 * result + lineNumber;
    // hashCode = result;
    // }
    // return result;
    // }

    public static void main(String[] args) {
        Map<PhoneNumber, String> m = new HashMap<PhoneNumber, String>();
        m.put(new PhoneNumber(707, 867, 5309), "Jenny");
        System.out.println(m.get(new PhoneNumber(707, 867, 5309)));
    }
}

这是他在文中提到的，我很难理解。

此时，您可能希望m.get(new PhoneNumber(707, 867, 5309)) 返回“Jenny”，但它返回 null。注意两个 涉及到 PhoneNumber 实例：一个用于插入 HashMap 和第二个相等的实例用于（尝试） 恢复。 PhoneNumber 类未能覆盖 hashCode 导致 两个相等的实例具有不相等的哈希码，违反 哈希码合约。因此 get 方法可能会寻找 与它所在的哈希桶不同的哈希桶中的电话号码 由 put 方法存储

我不明白他所说的两个 PhoneNumber 实例是什么。我在m.put(new PhoneNumber(707, 867, 5309), "Jenny") 中创建了唯一的实例。我也再次寻找这个对象，它应该返回相同的哈希码，即使它从对象类继承了 hashCode 方法。 为什么会这样？这里的一些解释会很有帮助。

Answer 1

我不明白他所说的两个 PhoneNumber 实例是什么。

第一个是你用来插入的。

m.put(new PhoneNumber(707, 867, 5309), "Jenny"));

第二个实例是用于检索的实例。

m.get(new PhoneNumber(707, 867, 5309)); // Notice the use of "new"

我也再次寻找这个对象，即使它继承了 Object Class 的 hashCode 方法，它也应该返回相同的 hashcode。

这是不正确的。 Object 类中 hashCode() 的默认实现为不同的对象返回不同的整数，因为它是通过将对象的内部地址转换为整数来实现的。因此，哈希码检查在那里失败。

另一方面，如果您尝试使用同一实例检索 PhoneNumber

PhoneNumber phoneNum = new PhoneNumber(707, 867, 5309);
m.put(phoneNum, "Jenny"));
m.get(phoneNum); // Not NULL

哈希码检查将通过（因为您使用了之前插入的相同对象）和 equals() 也将通过。这当然不是推荐的方法，因为我们更有可能使用与用于插入的对象不同的键对象。

然而，所使用的键将是有意义的等效键（如不同的 String 对象，但其文本相同），因此需要提供 hashCode() 实现以正确进行匹配和检索。

另见：Checking for and Removing elements in Java HashMap

Answer 2

如果您不覆盖 hashcode 和 equals 那么每个实例，例如"new PhoneNumber(707, 867, 5309)"，会有不同的哈希码。

所以从 HashMap 的角度来看，它们将被视为两个不同的条目。 只需阅读有关 hashmap 如何工作的更多信息。所以如果两个对象可能相等，但有不同的hascode，将被存储在不同的桶中。

Answer 3

去这个link

hashcode用于维护合约，唯一标识hashmap或hashtable中的每个对象。

Answer 4

对于您的问题。

我也再次寻找这个对象，它应该返回相同的哈希码，即使它从对象类继承了 hashCode 方法。

查看 Object#hashCode 文档here

尽可能实用，the hashCode method defined by class Object does return distinct integers for distinct objects。 （这通常通过将对象的内部地址转换为整数来实现，但 JavaTM 编程语言不需要这种实现技术。）

换句话说，hashCode 不会为两个对象返回相同的整数，除非你覆盖它。

Answer 5

hashCode()的目的是快速识别一个对象不相等的事物；对hashCode() 的一次调用将立即显示一个对象不等于已调用hashCode() 方法并返回不同值的任何对象。这是一个非常强大的能力，但它要求任何两个“相等”的对象必须返回相同的hashCode 值。如果两个对象没有返回相同的 hashCode 值，某些集合类型会假定它们不可能相等，并且不会费心调用 equals 来查看它们是否相等。

Answer 6

您认为您只有一个实例，但您有两个实例。每个

新电话号码（707、867、5309）

在另一个内存位置创建一个实例。哈希映射方法 m.get 正在寻找您在方法调用中创建的新实例。此实例对 m.put 方法中第一个创建的实例有另一个哈希码。

（因为有两个对象实例，Java会在超类Object中计算不同的hashCode。）

所以哈希映射找不到第一个对象的 hashCode 为第二个对象。

请将电话号码存储在一个变量中，并使用该变量来放置和获取，以便它可以工作 - 因为它是同一内存位置的同一对象，具有相同的 hashCode 并且等于 == true。

public static void main(String[] args) {
    Map<PhoneNumber, String> m = new HashMap<PhoneNumber, String>();
    PhoneNumber num = new PhoneNumber(707, 867, 5309);
    m.put(num, "Jenny");
    System.out.println(m.get(num));
}

但要真正使用，您必须正确实现hashCode 和equals 方法。