Java HashSet contains 方法返回 false，即使已经重写了 equals() 和 hashCode() 方法。

Question

我这样初始化HashSet：

private HashSet<Rule> ruleTable = new HashSet<Rule>();

我的 TcpRule 对象（抽象类 Rule 的子类）的 equals() 和 hashCode() 方法如下：

@Override
public int hashCode() {
    // Ignore source Port for now
    return (this.getSrcPool() + ":" + this.getDstPool() + ":" + this.getProtocol() + ":" + this.dstTcp).hashCode();
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (!(obj instanceof TcpRule))
        return false;
    if (obj == this)
        return true;

    TcpRule r = (TcpRule) obj;
    return (this.getSrcPool().equals(r.getSrcPool()) && this.getDstPool().equals(r.getDstPool()) && this.getProtocol().equals(r.getProtocol()) && this.getSrcTcp() == r.getSrcTcp() && this.getDstTcp() == r.getDstTcp());
}

我甚至写了一个简单的单元测试，没有出现任何错误：

@Test
public void equalsTest() {
    Pool srcPool = new Pool("PROXY");
    Pool dstPool = new Pool("WEB");
    int srcTcp = 54321;
    int dstTcp = 80;

    TcpRule r1 = new TcpRule(srcPool, dstPool, srcTcp, dstTcp);
    TcpRule r2 = r1;
    assert r1.equals(r2);

    TcpRule r3 = new TcpRule(srcPool, dstPool, srcTcp, dstTcp);
    TcpRule r4 = new TcpRule(srcPool, dstPool, srcTcp, dstTcp);
    assert r3.equals(r4);
}

@Test
public void hashCodeTest() {
    Pool srcPool = new Pool("PROXY");
    Pool dstPool = new Pool("WEB");
    int srcTcp = 54321;
    int dstTcp = 80;

    TcpRule r1 = new TcpRule(srcPool, dstPool, srcTcp, dstTcp);
    TcpRule r2 = new TcpRule(srcPool, dstPool, srcTcp, dstTcp);
    assert r1.hashCode() == r2.hashCode();

    HashSet<Rule> rules = new HashSet<Rule>();
    rules.add(r1);
    assert rules.contains(r1);

    assert rules.contains(r2);
}

在我的应用程序中，我有一个add()方法，在这个方法中我只是将一个Rule对象添加到HashSet中：

@Override
public void add(Rule rule) {
    ruleTable.add(rule);
}

另一种方法是检查 HashSet 中是否存在规则：

    @Override
public boolean isPermittedTcp(IpAddress sourceAddress, IpAddress destinationAddress, short srcTcp, short dstTcp) {
    Pool sourcePool = poolService.getPool(new Host(sourceAddress));
    Pool destinationPool = poolService.getPool(new Host(destinationAddress));
    Rule r = new TcpRule(sourcePool, destinationPool, srcTcp, dstTcp);
    log.info("Checking: " + r.toString());
    log.info("Hash-Code: " + r.hashCode());
    log.info("Hashes in ruleTable:");
    for(Rule rT : ruleTable) {
        log.info("" + rT.hashCode());
    }
    if(ruleTable.contains(r)) {
        log.info("Hash found!");
    } else {
        log.info("Hash not found!");
    }
    return ruleTable.contains(r);
}

日志消息表明，Rule对象的哈希值（r.hashCode()）为-1313430269，循环中HashSet中的一个哈希值（rT.hashCode()）也为-1313430269。但是ruleTable.contains(r)总是返回false。我做错了什么？

我在StackOverflow上找到了类似的问题，但大多数都涉及到equals()或hashCode()方法未被正确覆盖。我认为我已经正确实现了这两个方法。

- NoBodyIsPerfect

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rT.equals(r) 是成立的吗？ - JP Moresmau

你的测试使用相同的 Pool 实例，你确定 equals 在 Pool 上能正常工作吗？ - JP Moresmau

你在equals方法中多加了一个条件this.getSrcTcp() == r.getSrcTcp()，但这个条件并不属于哈希码计算的一部分——也许这就是问题所在，哈希码相同但equals返回false。 - 6ton

如果您能发布一个简短但是完整的示例来演示问题，那将非常有帮助... - Jon Skeet

顺便说一句，一旦你解决了问题，你可能想要修改你实现的 hashCode() 方法。将字符串连接起来计算哈希码比必要的代价更高。在这里阅读其他想法：https://dev59.com/oHVD5IYBdhLWcg3wBm1g。 - sstan

Answer 1

你的问题在于hashCode()和equals()不一致。

你的hashCode()实现基于池的toString()，但是你的equals()使用了池类的.equals()。

将你的.equals()更改为比较用于生成哈希码的字符串。

- Bohemian

Answer 2

有一些可能性：

• Rule 是可变的，在将规则添加到集合后，某些键（相对于哈希或等于）字段已更改；
• 如果两个对象相等，则它们应该具有相同的 hashCode；
• 错误，例如在 equals 中使用 == 而不是 equals。

在这里，我猜测您有两个没有相等的池名称或池名称哈希码的Pool实例。

- Joop Eggen

Answer 3

您在equals中有一项额外的条件：this.getSrcTcp() == r.getSrcTcp()，而这不是哈希码的一部分 - 可能就是问题所在，哈希码相同，但是equals为false。请检查您正在比较的值中是否存在此字段的差异。

尽管有注释，我认为这不起作用的原因是equals和hashCode实现没有使用相同的字段。

模拟问题的代码：

import java.util.HashSet;

/**
 * @author u332046
 *
 */
public class HashCodeCollisionTest {
    public static class KeyDemo {
        String id;

        @Override
        public int hashCode() {
            final int prime = 31;
            int result = 1;
            result = prime * result + ((id == null) ? 0 : id.hashCode());
            return result;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            /*if (this == obj)
                return true;
            if (obj == null)
                return false;
            if (getClass() != obj.getClass())
                return false;
            KeyDemo other = (KeyDemo) obj;
            if (id == null) {
                if (other.id != null)
                    return false;
            } else if (!id.equals(other.id))
                return false;
            return true;*/
            return false;
        }

        public KeyDemo(String id) {
            super();
            this.id = id;
        }
    }

    static HashSet<KeyDemo> set = new HashSet<>();

    public static void main(String[] args) {
        set.add(new KeyDemo("hi"));
        set.add(new KeyDemo("hello"));

        System.out.println(set.contains(new KeyDemo("hi")));
    }
}

这将打印false。取消注释等于代码，它将打印true

- 6ton

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你没有证明你认为你已经证明的东西。你的“equals”方法总是返回“false”，所以显然它永远不会打印“true”。一个更好的测试是取消注释“equals”中的所有代码，但使“hashCode（）”返回0-因此对于所有实例都是相同的值。 - Jon Skeet

还应该阅读 Object.hashCode 的文档：“根据 equals(java.lang.Object) 方法，如果两个对象不相等，则不要求在每个对象上调用 hashCode 方法会产生不同的整数结果。但是，程序员应该意识到，为不相等的对象生成不同的整数结果可能会提高哈希表的性能。” - Jon Skeet

我试图表达的是两者需要一致。HashMap.getEntry会检查相等性，如下所示：if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) - 6ton

我觉得这很有趣，因为你既对又错。你认为equals和hashCode都必须基于完全相同的字段计算是错误的（像Jon Skeet一样总是正确的）。但也许你的确是对的，不同的字段可能导致OP难以置信。但这并不是因为HashSet做错了什么，而是因为OP可能错误地假设具有相等的hashCodes会自动返回true的HashSet.Contains()检查。 - sstan

假设你有一个领域，在这个领域计算一个合理的哈希码可能非常昂贵，但相等性检查通常很便宜 - 并且实例很少仅因该字段而不同。在这种情况下，不将其包含在哈希码中是有意义的。 - Jon Skeet