为什么重写Java对象的equals()方法需要同时重写hashcode()方法?
1.equals()的所属以及内部原理（即Object中equals方法的实现原理）
说起equals方法，我们都知道是超类Object中的一个基本方法，用于检测一个对象是否与另外一个对象相等。而在Object类中这个方法实际上是判断两个对象是否具有相同的引用，如果有，它们就一定相等。实际上我们知道所有的对象都拥有标识(内存地址)和状态(数据)，同时“==”比较两个对象的的内存地址，所以说 Object 的 equals() 方法是比较两个对象的内存地址是否相等，即若 object1.equals(object2) 为 true，则表示 equals1 和 equals2 实际上是引用同一个对象。其源码如下：
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }2.equals()与‘==’的区别
或许这是我们面试时更容易碰到的问题”equals方法与‘==’运算符有什么区别？“，并且常常我们都会胸有成竹地回答：“equals比较的是对象的内容，而‘==’比较的是对象的地址。”。但是从前面我们可以知道equals方法在Object中的实现也是间接使用了‘==’运算符进行比较的，所以从严格意义上来说，我们前面的回答并不完全正确。我们先来看一段代码并运行再来讨论这个问题。
package com.zejian.test;
public class Car {
private int batch;
public Car(int batch) {
this.batch = batch;
}
public static void main(String[] args) {
Car c1 = new Car(1);
Car c2 = new Car(1);
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1 == c2);
}
}
运行结果：false，false。分析：对于‘==’运算符比较两个Car对象，返回了false，这点我们很容易明白，毕竟它们比较的是内存地址，而c1与c2是两个不同的对象，所以c1与c2的内存地址自然也不一样。现在的问题是，我们希望生产的两辆的批次（batch）相同的情况下就认为这两辆车相等，但是运行的结果是尽管c1与c2的批次相同，但equals的结果却反回了false。当然对于equals返回了false，我们也是心知肚明的，因为equal来自Object超类，访问修饰符为public，而我们并没有重写equal方法，故调用的必然是Object超类的原始方equals方法，根据前面分析我们也知道该原始equal方法内部实现使用的是'=='运算符，所以返回了false。因此为了达到我们的期望值，我们必须重写Car的equal方法，让其比较的是对象的批次（即对象的内容），而不是比较内存地址，于是修改如下：
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Car) {
Car c = (Car) obj;
return batch == c.batch;
}
return false;
}
使用instanceof来判断引用obj所指向的对象的类型，如果obj是Car类对象，就可以将其强制转为Car对象，然后比较两辆Car的批次，相等返回true，否则返回false。当然如果obj不是 Car对象，自然也得返回false。我们再次运行：true，false。这样就达到我们预期的结果了，因为前面的面试题我们应该这样回答更佳。总结：默认情况下也就是从超类Object继承而来的equals方法与‘==’是完全等价的，比较的都是对象的内存地址，但我们可以重写equals方法，使其按照我们的需求的方式进行比较，如String类重写了equals方法，使其比较的是字符的序列，而不再是内存地址。
3.equals()的重写规则
前面我们已经知道如何去重写equals方法来实现我们自己的需求了，但是我们在重写equals方法时，还是需要注意如下几点规则的。自反性——对于任何非null的引用值x，x.equals(x)应返回true；对称性——对于任何非null的引用值x与y，当且仅当：y.equals(x)返回true时，x.equals(y)才返回true；传递性——对于任何非null的引用值x、y与z，如果y.equals(x)返回true，y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)也应返回true；一致性——对于任何非null的引用值x与y，假设对象上equals比较中的信息没有被修改，则多次调用x.equals(y)始终返回true或者始终返回false；非空性——对于任何非空引用值x，x.equal(null)应返回false。当然在通常情况下，如果只是进行同一个类两个对象的相等比较，一般都可以满足以上5点要求，下面我们来看前面写的一个例子。
package com.zejian.test;
public class Car {
private int batch;
public Car(int batch) {
this.batch = batch;
}
public static void main(String[] args) {
Car c1 = new Car(1);
Car c2 = new Car(1);
Car c3 = new Car(1);
System.out.println("自反性->c1.equals(c1)：" + c1.equals(c1));
System.out.println("对称性：");
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c2.equals(c1));
System.out.println("传递性：");
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c2.equals(c3));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println("一致性：");
for (int i = 0; i < 50; i++) {
if (c1.equals(c2) != c1.equals(c2)) {
System.out.println("equals方法没有遵守一致性！");
break;
}
}
System.out.println("equals方法遵守一致性！");
System.out.println("与null比较：");
System.out.println(c1.equals(null));
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Car) {
Car c = (Car) obj;
return batch == c.batch;
}
return false;
}
}
自反性->c1.equals(c1)：true
对称性：
true
true
传递性：
true
true
true
一致性：
equals方法遵守一致性！
与null比较：
false由运行结果我们可以看出equals方法在同一个类的两个对象间的比较还是相当容易理解的。但是如果是子类与父类混合比较，那么情况就不太简单了。下面我们来看看另一个例子，首先，我们先创建一个新类BigCar，继承于Car,然后进行子类与父类间的比较。
package com.zejian.test;
public class BigCar extends Car {
int count;
public BigCar(int batch, int count) {
super(batch);
this.count = count;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof BigCar) {
BigCar bc = (BigCar) obj;
return super.equals(bc) && count == bc.count;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Car c = new Car(1);
BigCar bc = new BigCar(1, 20);
System.out.println(c.equals(bc));
System.out.println(bc.equals(c));
}
}
运行结果：true，false。对于这样的结果，自然是我们意料之中的啦。因为BigCar类型肯定是属于Car类型，所以c.equals(bc)肯定为true，对于bc.equals(c)返回false，是因为Car类型并不一定是BigCar类型（Car类还可以有其他子类）。嗯，确实是这样。但如果有这样一个需求，只要BigCar和Car的生产批次一样，我们就认为它们两个是相当的，在这样一种需求的情况下，父类（Car）与子类（BigCar）的混合比较就不符合equals方法对称性特性了。很明显一个返回true，一个返回了false，根据对称性的特性，此时两次比较都应该返回true才对。那么该如何修改才能符合对称性呢？其实造成不符合对称性特性的原因很明显，那就是因为Car类型并不一定是BigCar类型（Car类还可以有其他子类），在这样的情况下(Car instanceof BigCar)永远返回false，因此，我们不应该直接返回false，而应该继续使用父类的equals方法进行比较才行（因为我们的需求是批次相同，两个对象就相等，父类equals方法比较的就是batch是否相同）。因此BigCar的equals方法应该做如下修改：
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof BigCar) {
BigCar bc = (BigCar) obj;
return super.equals(bc) && count == bc.count;
}
return super.equals(obj);
}
这样运行的结果就都为true了。但是到这里问题并没有结束，虽然符合了对称性，却还没符合传递性，实例如下：
package com.zejian.test;
public class BigCar extends Car {
int count;
public BigCar(int batch, int count) {
super(batch);
this.count = count;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof BigCar) {
BigCar bc = (BigCar) obj;
return super.equals(bc) && count == bc.count;
}
return super.equals(obj);
}
public static void main(String[] args) {
Car c = new Car(1);
BigCar bc = new BigCar(1, 20);
BigCar bc2 = new BigCar(1, 22);
System.out.println(bc.equals(c));
System.out.println(c.equals(bc2));
System.out.println(bc.equals(bc2));
}
}
运行结果：true,true,false。bc，bc2，c的批次都是相同的，按我们之前的需求应该是相等，而且也应该符合equals的传递性才对。但是事实上运行结果却不是这样，违背了传递性。出现这种情况根本原因在于：父类与子类进行混合比较；子类中声明了新变量，并且在子类equals方法使用了新增的成员变量作为判断对象是否相等的条件。只要满足上面两个条件，equals方法的传递性便失效了。而且目前并没有直接的方法可以解决这个问题。因此我们在重写equals方法时这一点需要特别注意。虽然没有直接的解决方法，但是间接的解决方案还说有滴，那就是通过组合的方式来代替继承,还有一点要注意的是组合的方式并非真正意义上的解决问题（只是让它们间的比较都返回了false，从而不违背传递性，然而并没有实现我们上面batch相同对象就相等的需求），而是让equals方法满足各种特性的前提下，让代码看起来更加合情合理，代码如下：
package com.zejian.test;
public class Combination4BigCar {
private Car c;
private int count;
public Combination4BigCar(int batch, int count) {
c = new Car(batch);
this.count = count;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Combination4BigCar) {
Combination4BigCar bc = (Combination4BigCar) obj;
return c.equals(bc.c) && count == bc.count;
}
return false;
}
}
从代码来看即使batch相同，Combination4BigCar类的对象与Car类的对象间的比较也永远都是false，但是这样看起来也就合情合理了，毕竟Combination4BigCar也不是Car的子类，因此equals方法也就没必要提供任何对Car的比较支持，同时也不会违背了equals方法的传递性。
4.equals()的重写规则之必要性深入解读
前面我们一再强调了equals方法重写必须遵守的规则，接下来我们就是分析一个反面的例子，看看不遵守这些规则到底会造成什么样的后果。
package com.zejian.test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/** * 反面例子 * @author zejian */
public class AbnormalResult {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
A a = new A();
B b = new B();
list.add(a);
System.out.println("list.contains(a)->" + list.contains(a));
System.out.println("list.contains(b)->" + list.contains(b));
list.clear();
list.add(b);
System.out.println("list.contains(a)->" + list.contains(a));
System.out.println("list.contains(b)->" + list.contains(b));
}
static class A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return obj instanceof A;
}
}
static class B extends A {
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return obj instanceof B;
}
}
}
上面的代码，我们声明了 A,B两个类，注意必须是static，否则无法被main调用。B类继承A，两个类都重写了equals方法，但是根据我们前面的分析，这样重写是没有遵守对称性原则的，我们先来看看运行结果：list.contains(a)->true、list.contains(b)->false、list.contains(a)->true、list.contains(b)->true。19行和24行的输出没什么好说的，将a，b分别加入list中，list中自然会含有a，b。但是为什么20行和23行结果会不一样呢？我们先来看看contains方法内部实现
@Override
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
进入indexof方法
@Override
public int indexOf(Object o) {
E[] a = this.a;
if (o == null) {
for (int i = 0; i < a.length; i++)
if (a[i] == null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < a.length; i++)
if (o.equals(a[i]))
return i;
}
return -1;
}
可以看出最终调用的是对象的equals方法，所以当调用20行代码list.contains(b)时，实际上调用了b.equals(a[i]),a[i]是集合中的元素集合中的类型而且为A类型(只添加了a对象)，虽然B继承了A,但此时a[i] instanceof B结果为false，equals方法也就会返回false；而当调用23行代码list.contains(a)时，实际上调用了a.equal(a[i]),其中a[i]是集合中的元素而且为B类型(只添加了b对象)，由于B类型肯定是A类型（B继承了A），所以a[i] instanceof A结果为true，equals方法也就会返回true，这就是整个过程。但很明显结果是有问题的，因为我们的 list的泛型是A,而B又继承了A，此时无论加入了a还是b，都属于同种类型，所以无论是contains(a),还是contains(b)都应该返回true才算正常。而最终却出现上面的结果，这就是因为重写equals方法时没遵守对称性原则导致的结果，如果没遵守传递性也同样会造成上述的结果。当然这里的解决方法也比较简单，我们只要将B类的equals方法修改一下就可以了。
static class B extends A{
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(obj instanceof B){
return true;
}
return super.equals(obj);
}
}
到此，我们也应该明白了重写equals必须遵守几点原则的重要性了。当然这里不止是list，只要是java集合类或者java类库中的其他方法，重写equals不遵守5点原则的话，都可能出现意想不到的结果。
5.为什么重写equals()的同时还得重写hashCode()
这个问题之前我也很好奇，不过最后还是在书上得到了比较明朗的解释，当然这个问题主要是针对映射相关的操作（Map接口）。学过数据结构的同学都知道Map接口的类会使用到键对象的哈希码，当我们调用put方法或者get方法对Map容器进行操作时，都是根据键对象的哈希码来计算存储位置的，因此如果我们对哈希码的获取没有相关保证，就可能会得不到预期的结果。在java中，我们可以使用hashCode()来获取对象的哈希码，其值就是对象的存储地址，这个方法在Object类中声明，因此所有的子类都含有该方法。那我们先来认识一下hashCode()这个方法吧。hashCode的意思就是散列码，也就是哈希码，是由对象导出的一个整型值，散列码是没有规律的，如果x与y是两个不同的对象，那么x.hashCode()与y.hashCode()基本是不会相同的，下面通过String类的hashCode()计算一组散列码：
package com.zejian.test;
public class HashCodeTest {
public static void main(String[] args) {
int hash=0;
String s="ok";
StringBuilder sb =new StringBuilder(s);
System.out.println(s.hashCode()+" "+sb.hashCode());
String t = new String("ok");
StringBuilder tb =new StringBuilder(t);
System.out.println(t.hashCode()+" "+tb.hashCode());
}
}
运行结果：3548 1829164700 3548 2018699554。我们可以看出，字符串s与t拥有相同的散列码，这是因为字符串的散列码是由内容导出的。而字符串缓冲sb与tb却有着不同的散列码，这是因为StringBuilder没有重写hashCode方法，它的散列码是由Object类默认的hashCode方法计算出来的对象存储地址，所以散列码自然也就不同了。那么我们该如何重写出一个较好的hashCode方法呢，其实并不难，我们只要合理地组织对象的散列码，就能够让不同的对象产生比较均匀的散列码。例如下面的例子：
package com.zejian.test;
public class Model {
private String name;
private double salary;
private int sex;
@Override
public int hashCode() {
return name.hashCode()+new Double(salary).hashCode()
+ new Integer(sex).hashCode();
}
}
上面的代码我们通过合理的利用各个属性对象的散列码进行组合，最终便能产生一个相对比较好的或者说更加均匀的散列码，当然上面仅仅是个参考例子而已，我们也可以通过其他方式去实现，只要能使散列码更加均匀（所谓的均匀就是每个对象产生的散列码最好都不冲突）就行了。不过这里有点要注意的就是java 7中对hashCode方法做了两个改进，首先java发布者希望我们使用更加安全的调用方式来返回散列码，也就是使用null安全的方法Objects.hashCode（注意不是Object而是java.util.Obje-cts）方法，这个方法的优点是如果参数为null，就只返回0，否则返回对象参数调用的hashCode的结果。Objects.hashCode 源码如下：
public static int hashCode(Object o) {
return o != null ? o.hashCode() : 0;
}
因此我们修改后的代码如下：
package com.zejian.test;
import java.util.Objects;
public class Model {
private String name;
private double salary;
private int sex;
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hashCode(name)+new Double(salary).hashCode()
+ new Integer(sex).hashCode();
}
}
java 7还提供了另外一个方法java.util.Objects.hash(Object... objects),当我们需要组合多个散列值时可以调用该方法。进一步简化上述的代码：
package com.zejian.test;
import java.util.Objects;
public class Model {
private String name;
private double salary;
private int sex;
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name,salary,sex);
}
}
好了，到此hashCode()该介绍的我们都说了，还有一点要说的如果我们提供的是一个数值类型的变量的话，那么我们可以调用Arrays.hashCode()来计算它的散列码，这个散列码是由数组元素的散列码组成的。接下来我们回归到我们之前的问题，重写equals方法时也必须重写hashCode方法。在Java API文档中关于hashCode方法有以下几点规定（原文来自java深入解析一书）。a.在java应用程序执行期间，如果在equals方法比较中所用的信息没有被修改，那么在同一个对象上多次调用hashCode方法时必须一致地返回相同的整数。如果多次执行同一个应用时，不要求该整数必须相同；b.如果两个对象通过调用equals方法是相等的，那么这两个对象调用hashCode方法必须返回相同的整数。c.如果两个对象通过调用equals方法是不相等的，不要求这两个对象调用hashCode方法必须返回不同的整数。但是程序员应该意识到对不同的对象产生不同的hash值可以提供哈希表的性能。通过前面的分析，我们知道在Object类中，hashCode方法是通过Object对象的地址计算出来的，因为Object对象只与自身相等，所以同一个对象的地址总是相等的，计算取得的哈希码也必然相等，对于不同的对象，由于地址不同，所获取的哈希码自然也不会相等。因此到这里我们就明白了，如果一个类重写了equals方法，但没有重写hashCode方法，将会直接违法了第2条规定，这样的话，如果我们通过映射表(Map接口)操作相关对象时，就无法达到我们预期想要的效果。如果大家不相信, 可以看看下面的例子（来自java深入解析一书）, 代码比较简单，我们就不过多解释了（注意Key类并没有重写hashCode方法）。
package com.zejian.test;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
Map map1 = new HashMap();
String s1 = new String("key");
String s2 = new String("key");
Value value = new Value(2);
map1.put(s1, value);
System.out.println("s1.equals(s2):"+s1.equals(s2));
System.out.println("map1.get(s1):"+map1.get(s1));
System.out.println("map1.get(s2):"+map1.get(s2));
Map map2 = new HashMap();
Key k1 = new Key("A");
Key k2 = new Key("A");
map2.put(k1, value);
System.out.println("k1.equals(k2):"+s1.equals(s2));
System.out.println("map2.get(k1):"+map2.get(k1));
System.out.println("map2.get(k2):"+map2.get(k2));
}
static class Key{ //键
private String k;
public Key(String key){
this.k=key;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(obj instanceof Key){
Key key=(Key)obj;
return k.equals(key.k);
}
return false;
}
}
static class Value{ //值
private int v;
public Value(int v){
this.v=v;
}
@Override
public String toString() {
return "类Value的值－－>"+v;
}
}
}
直接运行看结果
s1.equals(s2):true
map1.get(s1):类Value的值－－>2
map1.get(s2):类Value的值－－>2
k1.equals(k2):true
map2.get(k1):类Value的值－－>2
map2.get(k2):null
对于s1和s2的结果，我们并不惊讶，因为相同的内容的s1和s2获取相同内的value这个很正常，因为String类重写了equals方法和hashCode方法，使其比较的是内容和获取的是内容的哈希码。但是对于k1和k2的结果就不太尽人意了，k1获取到的值是2，k2获取到的是null，这是为什么呢？想必大家已经发现了，Key只重写了equals方法并没有重写hashCode方法，这样的话，equals比较的确实是内容，而hashCode方法呢？没重写，那就肯定调用超类Object的hashCode方法，这样返回的不就是地址了吗？k1与k2属于两个不同的对象，返回的地址肯定不一样，所以现在我们知道调用map2.get(k2)为什么返回null了吧？那么该如何修改呢？很简单，我们要做也重写一下hashCode方法即可（如果参与equals方法比较的成员变量是引用类型的，则可以递归调用hashCode方法来实现）：
@Override
public int hashCode() {
return k.hashCode();
}
再次运行：
s1.equals(s2):true
map1.get(s1):类Value的值－－>2
map1.get(s2):类Value的值－－>2
k1.equals(k2):true
map2.get(k1):类Value的值－－>2
map2.get(k2):类Value的值－－>2
6.重写equals()中getClass与instanceof的区别
虽然前面我们都在使用instanceof（当然前面我们是根据需求（批次相同即相等）而使用instanceof的），但是在重写equals() 方法时，一般都是推荐使用 getClass 来进行类型判断（除非所有的子类有统一的语义才使用instanceof），不是使用 instanceof。我们都知道 instanceof 的作用是判断其左边对象是否为其右边类的实例，返回 boolean 类型的数据。可以用来判断继承中的子类的实例是否为父类的实现。下来我们来看一个例子：父类Person
public class Person {
protected String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Person(String name){
this.name = name;
}
public boolean equals(Object object){
if(object instanceof Person){
Person p = (Person) object;
if(p.getName() == null || name == null){
return false;
}
else{
return name.equalsIgnoreCase(p.getName ());
}
}
return false;
}
}
子类 Employee
public class Employee extends Person{
private int id;
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public Employee(String name,int id){
super(name);
this.id = id;
}
/**
* 重写equals()方法
*/
public boolean equals(Object object){
if(object instanceof Employee){
Employee e = (Employee) object;
return super.equals(object) && e.getId() == id;
}
return false;
}
}
上面父类 Person 和子类 Employee 都重写了 equals(),不过 Employee 比父类多了一个id属性,而且这里我们并没有统一语义。测试代码如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Employee e1 = new Employee("chenssy", 23);
Employee e2 = new Employee("chenssy", 24);
Person p1 = new Person("chenssy");
System.out.println(p1.equals(e1));
System.out.println(p1.equals(e2));
System.out.println(e1.equals(e2));
}
}
上面代码我们定义了两个员工和一个普通人，虽然他们同名，但是他们肯定不是同一人，所以按理来说结果应该全部是 false，但是事与愿违，结果是：true、true、false。对于那 e1!=e2 我们非常容易理解，因为他们不仅需要比较 name,还需要比较 ID。但是 p1 即等于 e1 也等于 e2，这是非常奇怪的，因为 e1、e2 明明是两个不同的类，但为什么会出现这个情况？首先 p1.equals(e1)，是调用 p1 的 equals 方法，该方法使用 instanceof 关键字来检查 e1 是否为 Person 类，这里我们再看看 instanceof：判断其左边对象是否为其右边类的实例，也可以用来判断继承中的子类的实例是否为父类的实现。他们两者存在继承关系，肯定会返回 true 了，而两者 name 又相同，所以结果肯定是 true。所以出现上面的情况就是使用了关键字 instanceof，这是非常容易导致我们“钻牛角尖”。故在覆写 equals 时推荐使用 getClass 进行类型判断。而不是使用 instanceof（除非子类拥有统一的语义）。
7.编写一个完美equals()的几点建议
- 显式参数命名为otherObject,稍后需要将它转换成另一个叫做other的变量（参数名命名，强制转换请参考建议5）；
- 检测this与otherObject是否引用同一个对象 ：if(this == otherObject) return true;（存储地址相同，肯定是同个对象，直接返回true）；
- 检测otherObject是否为null ，如果为null,返回false.if(otherObject == null) return false;
- 比较this与otherObject是否属于同一个类 （视需求而选择）如果equals的语义在每个子类中有所改变，就使用getClass检测 ：if(getClass()!=otherObject.getClass()) return false; (参考前面分析的第6点)；如果所有的子类都拥有统一的语义，就使用instanceof检测 ：if(!(otherObject instanceof ClassName)) return false;（即前面我们所分析的父类car与子类bigCar混合比，我们统一了批次相同即相等）；
- 将otherObject转换为相应的类类型变量：ClassName other = (ClassName) otherObject;
- 现在开始对所有需要比较的域进行比较 。使用==比较基本类型域，使用equals比较对象域。如果所有的域都匹配，就返回true，否则就返回flase。如果在子类中重新定义equals，就要在其中包含调用super.equals(other)；当此方法被重写时，通常有必要重写 hashCode 方法，以维护 hashCode 方法的常规协定，该协定声明 相等对象必须具有相等的哈希码 。
原文地址：https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/51348320