Java中equals方法和hashCode方法

《Effective Java》第2版的第9条条款要求“覆盖equals方法的类总要覆盖hashCode方法”，如果不这么做，就违反了Object.hashCode() 的通用约定，导致该类的实例无法与基于散列的集合（HashMap, HashSet, Hashtable）一起使用。

约定的内容包括：

1. 应用程序执行期间，只要对象equals方法的比较操作使用的信息没有被修改，前后调用hashCode的到的值应保持不变

2. 两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，则它们分别调用hashCode得到的值也应相等

3. 两个对象根据equals(Object)方法比较不相等，则它们的的hashCode返回的值不要求一定不相等

基于散列的集合通过hashCode方法计算得到的哈希码确定需要存放数据的散列桶，根据上述第3条描述，逻辑上不相等的对象有可能会产生相等的哈希码，所以哈希表有可能冲突，Java中的HashMap通过链地址法（链表）处理冲突。

如果某个类覆盖了equals方法，但没有覆盖hashCode方法，当该类的实例作为HashMap的key时，会出现问题：

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

public class PhoneNumber {
    private final int areaCode;
    private final int prefix;
    private final int lineNumber;
    
    public PhoneNumber(int areaCode, int prefix, int lineNumber){
        this.areaCode = areaCode;
        this.prefix = prefix;
        this.lineNumber = lineNumber;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o){
 if(this == o)
            return true;
        if(!(o instanceof PhoneNumber))
            return false;
        PhoneNumber pn = (PhoneNumber)o;
        return this.areaCode == pn.areaCode
                && this.prefix == pn.prefix
                && this.lineNumber == pn.lineNumber;
    }
    public static void main(String[] args){
        Map<PhoneNumber, String> map = new HashMap<PhoneNumber, String>();
        map.put(new PhoneNumber(707, 102, 888),  "Jenny");
        System.out.println(map.get(new PhoneNumber(707, 102, 888)));
    }
}

上述代码的执行结果是：null

为什么会出现这样的结果？因为PhoneNumber类并没有覆盖hashCode方法，所以会导致前后两个new PhoneNumber(707, 102, 888)的哈希码是完全没有关系的两个随机数，因此，后面从map中取数据时，也就不能获取存放之前数据的那个散列桶，所以无法获取希望的返回值“Jenny”；要解决这一问题，还需要重写hashCode方法。

那么怎样编写一个正确且有效的hashCode方法呢？正确性要求逻辑相等的对象，他们的hashCode必须返回相等的值；而有效性则要求不相等的对象尽可能获得不同的返回值。《Effective Java》中介绍了一种常用的方法：首先把某个整形常数值保存在result中；然后使用公式： result = result * 31 + c；c的计算方法如下：如果域的类型为byte, char, short, int，直接返回；如果为boolean，返回1或0；如果为float，返回Float.floatToIntBits(f)；如果为long，返回前32位和后32位亦或操作后的返回值；如果为double，返回Double.doubleToIntBits(d)及long类型的操作后的值；对于引用类型，则递归调用下去。对于上述PhoneNumber的类型，其hashCode的定义如下：

@Override
public int hashCode(){
int result = 17;
result = result * 31 + areaCode;
result = result * 31 + prefix;
result = result * 31 + lineNumber;
return result;
}

添加上述代码后返回：Jenny

注：计算散列码时不要为了性能而忽略某个关键字段，虽然计算过程的效率提高了，但有可能会因此而增大散列冲突的概率，从而影响整体的效率