[Java] 객체비교 시 equals()와 hashcode() 둘 다 재정의해야 하는 이유

🌲 equals와 hashCode란?

equals와 hashCode는 모든 Java 객체의 부모 객체인 Object 클래스에 정의되어 있다.

따라서 Java의 모든 객체는 Object 클래스에 정의된 equals와 hashCode 함수를 상속받고 있다.

 

🌱 equals() 란?

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

 

🫧 '==' 연산자와 동일성(identity)

자바에서 '==' 연산자는 객체의 메모리 주소를 비교하기 때문에 두 객체가 서로 다른 메모리 주소에 할당되어 있다면 두 객체를 다른 것으로 판단한다. 따라서 '==' 연산자는 주로 기본 타입의 값이나 객체의 참조 자체를 비교할 때 사용된다.

하지만 동등성을 올바르게 판단하지 못하기 때문에 객체의 내용이나 상태를 비교하고자 할 때는 '==' 연산자를 사용하면 안 된다.

 

동일성의 비교는 객체의 실제 내용보다는 객체가 위치한 메모리 주소에 초점을 맞춘다.

 

🫧 'equals()' 메서드와 동등성(equality)의 관계

equals() 메서드는 객체의 내용이나 상태를 기반으로 두 객체가 같은지를 판단한다.

자바의 'Object' 클래스를 상속받은 기본 상태의 'equals()' 메서드는 '==' 연산과 마찬가지로 객체의 참조를 비교한다.

따라서 객체의 동등성 비교를 위해서는 'equals()' 메서드를 오버라이딩하여 객체의 상태나 값을 비교하는 로직을 구현해야 한다.

 

🌱 hashCode() 란?

hashCode 메서드는 실행 중에(Runtime) 객체의 메모리 번지를 이용해 유일한 integer 값을 반환하며, 이 값은 해시 기반의 컬렉션에서 객체를 효율적으로 관리하는 데 사용된다.

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age);
}

 

🫧 'hashCode()' 메서드와 동등성(equality)

'equals()' 메서드를 오버라이딩할 때는 'hashCode()' 메서드도 함께 오버라이딩 하는 것이 좋다. 왜냐하면 자바의 컬렉션 프레임워크(HashTable, HashSet, HashMap)에서 객체를 올바르게 관리하기 위해서는, 'equals()' 메서드가 true를 반환하는 두 객체는 같은 'hashCode()' 값을 가져야 하기 때문이다.

 

따라서 동등한 객체는 반드시 같은 해시코드를 반환해야 한다.

 

🤔 equals()와 hashcode() 중 하나만 재정의 하면 어떻게 될까?

equals()만 재정의하면 같은 값 객체라도 hashcode값이 다를 수 있다. 따라서 HashTable 같은 해시값을 Key 값으로 사용하는 자료구조에서 해당 객체가 저장된 버킷을 찾을 수 없다.

반대로 hashcode()만 재정의하면 hashcode() 메서드가 만든 해시값을 이용해 객체가 저장된 버킷을 찾을 수는 있지만 해당 객체가 자신과 같은 객체인지 값을 비교할 수 없기 때문에 null을 리턴하게 된다. 따라서 원하는 객체를 찾을 수 없다.

이러한 이유로 객체의 정확한 동등, 동일 비교를 위해서(특히 Hash 관련 컬렉션 프레임워크를 사용 시) Object의 equals() 메서드, hashCode() 메서드 둘 다 재정의하여 논리적 동등 객체일 경우 동일한 해시코드가 리턴되도록 해야 한다.

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🌲 equals() Override의 필요성

public class Student {
    private Long id;
    private String name;
    private int age;

    public Student(Long id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

위와 같이 Student 클래스가 있을 때 name과 age 필드값이 똑같은 두 Student 객체를 Object의 재정의하지 않은 equals()로 비교할 경우 어떻게 될까?

 

@Test
public void equalsTest() {

    Student s1 = new Student(1L, "김가나", 20);
    Student s2 = new Student(1L, "김가나", 20);

    System.out.println("s1.equals(s2) = " + s1.equals(s2));
}

s1.equals(s2) = false

결과는 false가 나온다.

 

해당 객체는 서로 다른 메모리에 위치하기 때문에 동일한(Identity) 객체가 아니다. 하지만 프로그래밍 상으로는 같은 값을 지니므로 같은 객체로 인식되어야 하는데, 이러한 동등성(Equality)을 위해 값으로 객체를 비교하도록 equals 메서드를 오버라이딩 해주는 것이다.

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true; // 참조값이 같은 경우 true 리턴
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; // 비교하는 객체가 null이거나 클래스 불일치 시 false 리턴

    Student student = (Student) obj;
    return (this.getId() == student.getId()); // 객체 고유 id 값을 비교하여 리턴
}

이제 equals에 의한 문제는 해결됐다.

하지만 Student를 HashSet과 같은 자료구조에 저장하려고 하면 또 다른 문제가 생기게 된다.

 

🌲 hashCode() Override의 필요성

앞서 설명한 대로 HashTable이나 HashSet, HashMap과 같은 자료구조는 자료를 저장하기 위한 위치를 선택하기 위해 hashCode를 이용한다. 그렇다면 Student의 HashCode를 조회해 보면 어떤 결과가 나올까?

s1.equals(s2) = true
s1.hashCode() = 3093793
s2.hashCode() = 4023425

Object 클래스의 hashCode() 메서드는 해당 메모리 주소값을 반환하기 때문에 s1과 s2는 다른 해시값을 반환하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 hashCode 메서드도 Student 클래스에 오버라이드하여 수정해주어야 한다.

@Override
public int hashCode() {
    final int PRIME = 31;
    int result = 1;
    result = PRIME * result + getId();
    return result;
}

이처럼 Student 클래스에 hashCode를 위와 같이 오버라이딩 할 경우, 객체 고유 id값이 같으면 hashCode 값도 같아지게 된다.

 

 

[Java] equals와 hashCode 함수

자바의 동등성과 동일성 이해하기

[java] hashcode()와 equals() 메서드는 언제 사용하고 왜 사용할까?