В чем заключается основная идея методов equals() и hashCode() в Java?

Основные идеи equals() и hashCode() в Java связаны с определением равенства объектов и их использованием в коллекциях, основанных на хеш-функциях.

equals():

Определяет логическое равенство двух объектов. По умолчанию он эквивалентен оператору ==, который сравнивает ссылки на объекты. Переопределяя этот метод, мы можем определить собственное понятие равенства, например, сравнивая значения полей объектов. Необходим для корректной работы многих операций с объектами, таких как поиск в списках или проверка содержимого коллекций.

hashCode():

Возвращает целочисленное значение (хеш-код) для объекта. Этот хеш-код используется коллекциями, основанными на хешировании (например, HashSet, HashMap), для быстрого размещения и поиска элементов. Контракт между equals() и hashCode() гласит: если два объекта равны согласно методу equals(), то их хеш-коды, возвращаемые методом hashCode(), должны быть одинаковыми. Обратное неверно: одинаковые хеш-коды не гарантируют равенство объектов (возможны коллизии). Переопределение equals() без переопределения hashCode() может привести к некорректной работе хеш-коллекций, так как равные объекты могут иметь разные хеш-коды и, следовательно, храниться в разных "корзинах" (buckets).

Пример переопределения:

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Переопределение equals для сравнения по полям
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
               name.equals(person.name);
    }

    // Переопределение hashCode, соответствующее логике equals
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name.hashCode();
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    // Геттеры, сеттеры (не для этого примера)
}

Без правильного переопределения обоих методов:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("Alice", 30);
        Person person2 = new Person("Alice", 30);
        Person person3 = new Person("Bob", 25);

        System.out.println(person1.equals(person2)); // true (после переопределения)
        System.out.println(person1.equals(person3)); // false

        // Использование в HashSet (без правильного hashCode person1 и person2 будут считаться разными)
        java.util.Set<Person> people = new java.util.HashSet<>();
        people.add(person1);
        people.add(person2); // Добавится, если hashCode не переопределен
        people.add(person3);

        System.out.println(people.size()); // 2 (после переопределения)
                                          // 3 (без переопределения hashCode)
    }
}

Таким образом, equals() определяет, когда два объекта логически одинаковы, а hashCode() обеспечивает эффективное хранение и поиск этих объектов в хеш-коллекциях, соблюдая контракт с equals().