Objects 類別：equals、hashCode、hash 方法

1. 認識 Objects 類別

開始進入主題！如果你厭倦了手動檢查是否為 null，以及為每個欄位撰寫雜湊計算，工具類別 java.util.Objects 可以幫上忙。它的目的——讓物件處理更簡單、更精煉且更安全。

它真的是一把「瑞士刀」：這個類別能安全地比較物件是否相等（避免觸發 NullPointerException）、方便地計算雜湊碼、透過比較器進行比較，並檢查參數是否為 null。

Objects.equals：考量 null 的安全比較

若直接寫 a.equals(b)，而 a 為 null，就會拋出 NullPointerException。手動檢查既冗長又容易出錯。Objects.equals(a, b) 會替你處理：

• 如果兩者皆為 null——回傳 true。
• 如果只有一個為 null——回傳 false。
• 如果兩者都不是 null——呼叫一般的 equals。

import java.util.Objects;

String a = null;
String b = "Java";
System.out.println(Objects.equals(a, b)); // false

String c = null;
System.out.println(Objects.equals(a, c)); // true

String d = "Java";
String e = "Java";
System.out.println(Objects.equals(d, e)); // true

為什麼這麼方便？ 程式碼更短、更乾淨，並能避免偶發的 NPE。

2. Objects.hash 與 hashCode：簡潔地計算雜湊碼

在同時覆寫 hashCode 與 equals 時很容易出錯，尤其當欄位很多時。手寫的程式碼常常又冗長又脆弱：

@Override
public int hashCode() {
    int result = 17;
    result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);
    result = 31 * result + age;
    return result;
}

方法 Objects.hash 能解決這個問題——簡潔、安全，且支援 null：

import java.util.Objects;

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

    // ... 建構子、getter 等等。

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

重要說明：Objects.hash 使用可變參數並會建立陣列——在少數高載場景中，手寫的 hashCode 可能更快。對大多數應用來說差異可以忽略。

3. Objects.compare：把比較委派給比較器

有時需要透過事先準備好的 Comparator 來比較兩個物件。與其直接呼叫 comparator.compare(a, b)，也可以使用：

int result = Objects.compare(a, b, comparator);

這個方法會：

• 當物件相等時回傳 0。
• 視 null 為小於任何非 null 的物件。
• 其餘情況則把邏輯委派給傳入的比較器。

import java.util.Comparator;
import java.util.Objects;

class Person {
    private String name;
    Person(String name) { 
        this.name = name; 
    }
    public String getName() { 
        return name; 
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person a = new Person("Anna");
        Person b = new Person("Boris");
        Comparator<Person> byName = Comparator.comparing(Person::getName);

        System.out.println(Objects.compare(a, b, byName)); // <0，因為 "Anna" < "Boris"
        System.out.println(Objects.compare(a, null, byName)); // >0，因為 a != null
        System.out.println(Objects.compare(null, b, byName)); // <0，因為 null < b
        System.out.println(Objects.compare(null, null, byName)); // 0
    }
}

4. Objects.requireNonNull：預防「隱形」錯誤

如果方法只能接受非 null 的值，請立即檢查。Objects.requireNonNull 會拋出帶有自訂訊息的 NullPointerException：

public void setName(String name) {
    this.name = Objects.requireNonNull(name, "name 不可為 null");
}

5. 範例：使用 Objects 正確實作 equals、hashCode 與 compareTo

import java.util.Objects;

public class Person implements Comparable<Person> {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = Objects.requireNonNull(name, "name 不可為 null");
        this.age = age;
    }

    public String getName() { return name; }
    public int getAge() { return age; }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true; // 參考相等性比較
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        // 對 null 的安全比較
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age); // 簡潔且安全
    }

    @Override
    public int compareTo(Person other) {
        // 先按名稱比較，再按年齡
        int cmp = name.compareTo(other.name);
        if (cmp != 0) return cmp;
        return Integer.compare(age, other.age);
    }
}

現在可以把物件存放在 HashSet，把它們作為 HashMap 的鍵來使用，按相等性比較，並對清單進行排序（例如使用 Collections.sort）。

6. 真實場景中的應用：減少程式碼與錯誤

範例：應用程式中的使用者清單

有了正確成對的 equals/hashCode，在集合中的搜尋會更可預期：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<Person> users = new ArrayList<>();
users.add(new Person("Anna", 25));
users.add(new Person("Boris", 30));

Person search = new Person("Anna", 25);
System.out.println(users.contains(search)); // true

範例：處理可為 null 的欄位

若類別有可能為 null 的欄位（例如中間名），請使用 Objects.equals 與 Objects.hash：

import java.util.Objects;

public class User {
    private String firstName;
    private String middleName; // 可能為 null
    private String lastName;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return Objects.equals(firstName, user.firstName)
            && Objects.equals(middleName, user.middleName)
            && Objects.equals(lastName, user.lastName);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(firstName, middleName, lastName);
    }
}

7. 表格：Objects 類別的主要方法

Objects.equals(a, b)

Objects.equals(a, b)

Objects.hash(a, b, ...)

Objects.hash(name, age)

Objects.compare(a, b, comparator)

Objects.compare(p1, p2, byNameComparator)

Objects.requireNonNull(obj[, msg])

Objects.requireNonNull(name, "name 不可為 null")

Objects.isNull(obj) / Objects.nonNull(obj)

list.stream().filter(Objects::nonNull)

8. 使用 Objects 類別方法的常見錯誤

錯誤 1：Objects.equals 未用於可能為 nullable 的欄位。 若直接以 equals 比較欄位，可能會遇到 NullPointerException。請使用 Objects.equals(middleName, other.middleName)。

錯誤 2：在 hashCode 中遺漏了部分欄位。 參與 equals 的欄位也必須參與 hashCode，否則 HashSet/HashMap 的行為將難以預期。

錯誤 3：手寫的 hashCode 有瑕疵。 正確處理係數與 null 檢查並不容易。Objects.hash 會幫你處理；若無嚴苛的效能需求，請優先使用它。

錯誤 4：在類別契約需要時，卻未使用 Objects.requireNonNull。 如果欄位不允許為 null，請在建構子／setter 中檢查——錯誤會立刻暴露，而不是「埋在」呼叫堆疊深處。

錯誤 5：對陣列使用 Objects.hash。 針對陣列應使用 Arrays.hashCode，而對巢狀陣列則使用 Arrays.deepHashCode；相似地，比較內容時請使用 Arrays.equals/Arrays.deepEquals。