Расскажите о контракте методов hashCode и equals в Java.

Контракт методов hashCode и equals в Java определяет их взаимосвязь и гарантирует корректное поведение объектов при использовании коллекций, основанных на хеш-таблицах (например, HashSet, HashMap).

Основные правила контракта:

1. Рефлексивность: Для любого ненулевого ссылочного значения x, x.equals(x) должно возвращать true.
2. Симметричность: Для любых ненулевых ссылочных значений x и y, x.equals(y) должно возвращать true тогда и только тогда, когда y.equals(x) возвращает true.
3. Транзитивность: Для любых ненулевых ссылочных значений x, y и z, если x.equals(y) возвращает true и y.equals(z) возвращает true, то x.equals(z) должно возвращать true.
4. Согласованность: Для любых ненулевых ссылочных значений x и y, многократный вызов x.equals(y) при неизменных объектах x и y всегда должен возвращать одно и то же значение.
5. Ненулевость: Для любого ненулевого ссылочного значения x, x.equals(null) должно возвращать false.

И основное правило, связывающее hashCode и equals:

• Если два объекта равны согласно методу equals(Object), то вызов метода hashCode() для каждого из этих объектов должен производить одно и то же целое число.
• Обратное неверно: если два объекта имеют одинаковый хеш-код, это не означает, что они равны.

Значение контракта:

Нарушение контракта может привести к неправильной работе коллекций. Например, если два равных объекта возвращают разные хеш-коды, HashMap может поместить их в разные "корзины" (buckets) и не сможет найти один объект по другому, даже если они логически равны.

Пример корректной реализации:

// Пример класса с корректными equals и hashCode
public final class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Point point = (Point) o;
        return x == point.x && y == point.y;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17; // Магическое число, обычно простое
        result = 31 * result + x;
        result = 31 * result + y;
        return result;
    }

    // Геттеры (необязательно для примера equals/hashCode)
    public int getX() {
        return x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }
}

Использование:

• Всегда переопределяйте оба метода (equals и hashCode) вместе.
• При вычислении hashCode используйте те же поля, которые используются в equals.
• Старайтесь создавать "хорошие" хеш-функции, которые равномерно распределяют хеш-коды, чтобы минимизировать коллизии (когда разные объекты имеют одинаковый хеш-код) и улучшить производительность хешированных коллекций.
• Для примитивов используйте их значения. Для объектов вызывайте их hashCode(). Для массивов используйте методы из Arrays.

В Java 7+ для удобства и корректности рекомендуется использовать Objects.equals(Object a, Object b) и Objects.hash(Object... values).

Пример с Objects:

// Пример класса с equals и hashCode с использованием Objects
import java.util.Objects;

public final class PointWithObjects {
    private final int x;
    private final int y;

    public PointWithObjects(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        PointWithObjects that = (PointWithObjects) o;
        return x == that.x && y == that.y; // Логика сравнения остаётся
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(x, y); // Удобный метод для вычисления хеша
    }
}