Почему нельзя использовать массив байтов (byte[]) в качестве ключа в HashMap?

При использовании byte[] в качестве ключа в HashMap, стандартные реализации методов hashCode() и equals() у массива (Object.hashCode() и Object.equals()) сравнивают ссылки на объекты, а не их содержимое.

• Object.hashCode() возвращает хеш-код, основанный на адресе в памяти. Два массива с одинаковым содержимым, но расположенные в разных местах памяти, будут иметь разные хеш-коды.
• Object.equals(Object obj) возвращает true только если сравниваемые ссылки указывают на один и тот же объект массива. Два разных объекта byte[] с одинаковым содержимым будут считаться неравными.

Следовательно, если вы поместите массив байтов в HashMap как ключ, а затем попытаетесь получить значение, используя другой массив байтов с тем же содержимым, HashMap не сможет найти соответствующую запись, потому что хеш-коды будут отличаться и equals вернет false.

Для использования содержимого массива байтов в качестве ключа требуется пользовательская реализация, которая корректно вычисляет хеш-код и сравнивает массивы по их содержимому. Например, можно обернуть byte[] в класс с переопределенными hashCode() и equals(), или использовать существующие классы, такие как ByteBuffer.wrap() или адаптеры из библиотек вроде Apache Commons ByteArrayUtils.hashCode() и Arrays.equals().

Пример проблемного поведения:

byte[] key1 = {1, 2, 3};
byte[] key2 = {1, 2, 3};

Map<byte[], String> map = new HashMap<>();
map.put(key1, "value1");

System.out.println(map.containsKey(key2)); // false - несмотря на одинаковое содержимое

Пример решения с пользовательским классом-враппером:

import java.util.Arrays;

class ByteArrayWrapper {
    private final byte[] data;

    public ByteArrayWrapper(byte[] data) {
        this.data = data;
    }

    public byte[] getData() {
        return data;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        ByteArrayWrapper that = (ByteArrayWrapper) o;
        return Arrays.equals(data, that.data); // Сравнение по содержимому
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Arrays.hashCode(data); // Хеш-код на основе содержимого
    }
}

Затем ByteArrayWrapper можно использовать как ключ:

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

// Предполагается, что класс ByteArrayWrapper определен выше

byte[] key1Bytes = {1, 2, 3};
byte[] key2Bytes = {1, 2, 3}; // Другой экземпляр массива

ByteArrayWrapper key1 = new ByteArrayWrapper(key1Bytes);
ByteArrayWrapper key2 = new ByteArrayWrapper(key2Bytes);

Map<ByteArrayWrapper, String> map = new HashMap<>();
map.put(key1, "value1");

System.out.println(map.containsKey(key2)); // true - теперь работает правильно