hashCode()

hashCode()

Object 클래스의 메서드입니다. 즉, 모든 자바 객체는 hashCode() 메서드를 가지고 있습니다.

hashCode()는 객체의 해시 코드를 반환합니다.

해시 코드를 사용해 해시테이블이나 해시맵과 같은 자료구조에서 객체를 검색할 때 사용하고, 이 자료구조에서 객체를 빠르게 찾기 위해 사용하는 해시 함수에 의해 호출됩니다.

즉, 해시코드의 메서드의 반환값은 객체의 내용을 기반으로 생성되어야 하며, 동일한 내용을 가진 객체들은 동일한 해시 코드를 반환해야 합니다.

그래서 왜 equals() 랑 같이 오버라이딩 해야하는데?

equals() 메서드를 통해 두 객체가 동등하다고 판단하면, 두 객체는 반드시 동일한 해시 코드를 반환해야, 해시 기반 자료구조에서 제대로 동작합니다.

즉, equals() 메서드를 재정의하고 hashCode() 메서드를 재정의 하지 않으면 동일한 내용의 객체라도 서로 다른 해시 코드를 반환할 수 있어, 해시 테이블이나 해시맵 등에서 검색이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.

해시코드를 재정의 하지 않았을 때 문제

Object의 hashCode() 규약

• equals 비교에 사용되는 정보가 변경되지 않았다면, 애플리케이션이 실행되는 동안 그 객체의 hashCode() 메서드는 몇 번을 호출해도 일관되게 항상 같은 값을 반환해야 한다. 단, 애플리케이션을 다시 실행한다면 이 값이 달라져도 상관없습니다.
• equals(Object)가 두 객체를 같다고 판단했으면, 두 객체의 hashCode는 똑같은 값을 반환해야 합니다.
• euqlas(Object)가 두 객체를 다르다고 판단했더라도, 두 객체의 hashCode가 서로 다른 값을 반환할 필요는 없다. 단 다른 객체에 대해서 다른 값을 반환해야 해시 테이블의 성능이 좋아집니다..

Object 명세 중 hashCode() 재정의를 잘못했을 때 문제가 되는 조항은 두 번째이다. 즉 논리적으로 같은 객체는 같은 해시코드를 반환해야 합니다.

예시 코드를 보자.

Map<Test, String> m = new HashMap<>();
m.put(new Test(11,12), "철수");

Test 클래스는 hashCode() 재정의를 하지 않았거나, 잘못했다고 가정.

m.get(new Test(11,12));

위 코드의 기댓값은 “철수”이다. 하지만 null 이 반환됩니다.

put과 get에 각 새로운 Test 인스턴스가 사용되었습니다.

하지만 내부의 내용 값이 같으므로 논리적으로 동치인데, 해시코드를 재정의하지 않아, 서로 다른 값으로 판단해 찾지 못한 것입니다..

즉 위 문제는 해시코드 재정의를 올바르게 해주면 해결이 가능합니다.

해시코드의 재정의 잘못된 예

@Override
public int hashCode(){
	return 42;
}

위 코드는 논리적으로 동치인 객체에서 똑같은 해시코드를 반환하니 적법하지만, 모든 객체에게 똑같은 값만 내어주므로 모든 객체가 해시 테이블의 버킷 하나에 담겨 연결 리스트 처럼 동작합니다.

평균 수행시간 O(1)인 해시테이블이 O(n)으로 느려집니다.

해시코드의 재정의 방법

좋은 해시 함수라면 서로 다른 인스턴스에 다른 해시코드를 반환합니다.

1. int 변수 result를 선언한 후 값 c로 초기화한다. 값 c는 해당 객체의 첫번째 핵심 필드를 2.a 방식으로 계산한 해시 코드이다.(핵심필드란 equals 비교에 사용되는 필드)
2. 해당 객체의 나머지 핵심 필드 f 각각에 대해 다음 작업을 수행한다.
   1. 해당 필드의 해시 코드 c를 계산한다.
      1. 기본 타입 필드라면 Type.hashCode(f) 수행, Type은 기본 타입의 박싱 클래스
      2. 참조 타입 필드면서, 이 클래스의 equals()가 이 필드의 equals()를 재귀적으로 호출해 비교한다면, 이 필드의 hashCode()를 재귀적으로 호출한다. 계산이 복잡해진다면, 이 필드의 표준형을 만들어 표준형의 hashCode()를 호출한다. 필드 값이 null이라면 0을 사용한다.
      3. 필드가 배열이라면, 핵심 원소 각각을 별도 필드로 다루고, 이상의 규칙을 재귀적으로 적용해 각 핵심 원소의 해시코드를 계산한 다음, 2.b 방식으로 갱신한다. 배열에 핵심원소가 없다면 단순히 상수(0 추천)를 사용한다. 모든 원소가 핵심 원소라면 Arrays.hashCode를 사용한다.
   2. 단계 2.a 에서 계산한 해시코드 c로 result로 갱신한다. result = 31 * result + c;
3. result를 반환한다.

이펙티브 자바 3판 11장에도 자세한 내용이 있으니 참조 부탁드립니다.