Objects 类：equals、hashCode、hash 方法

1. 认识 Objects 类

进入正题！如果你厌倦了手动对值进行 null 检查，并为每个字段编写哈希计算，那么实用类 java.util.Objects 可以帮上忙。它的目标是让对象相关的工作更简单、更简洁、更安全。

它的确是一把“瑞士军刀”：该类能安全地判断对象是否相等（避免抛出 NullPointerException）、便捷地计算哈希码、通过比较器进行比较，以及检查参数是否为 null。

Objects.equals：考虑 null 的安全比较

如果直接写 a.equals(b)，而 a 为 null，就会抛出 NullPointerException。手动检查很繁琐。Objects.equals(a, b) 会替你处理：

• 如果二者都为 null — 返回 true。
• 如果只有一个为 null — 返回 false。
• 如果都不为 null — 调用常规的 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

为什么方便？ 代码更短、更整洁，并且避免偶发的 NPE。

2. Objects.hash 与 hashCode：简洁地计算哈希

在同时重写 hashCode 和 equals 时，很容易出错，尤其当字段很多时。手写代码往往既臃肿又脆弱：

@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 解决了这个问题——简洁、安全，并且天然支持 null：

import java.util.Objects;

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

    // ... 构造器、getter 等

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

重要说明：Objects.hash 使用可变参数并会创建数组——在极少数高负载的热点路径上，手写的 hashCode 可能更快。对大多数应用来说差异可以忽略。

3. Objects.compare：把比较委托给比较器

有时需要通过预先准备好的 Comparator 来比较两个对象。除了直接调用 comparator.compare(a, b)，也可以使用：

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

该方法：

• 当对象相等时返回 0。
• 认为 null 比任何非 null 对象“小”。
• 其他情况下，将逻辑委托给传入的比较器。

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

4. Objects.requireNonNull：防止“隐形”错误

如果方法只应接受非-null 值，请立即进行检查。Objects.requireNonNull 会抛出 NullPointerException 并带上你的消息：

public void setName(String name) {
    this.name = Objects.requireNonNull(name, "name 不能为空");
}

5. 示例：使用 Objects 正确实现 equals、hashCode 和 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 不能为空");
        this.age = age;
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true; // 按引用比较
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        // 对 null 友好的比较
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

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

    @Override
    public int compareTo(Person other) {
        // 先按姓名比较，再按年龄比较
        int cmp = name.compareTo(other.name);
        if (cmp != 0) return cmp;
        return Integer.compare(age, other.age);
    }
}

现在你可以将对象放入 HashSet，把它们作为 HashMap 的键，进行相等性比较并对列表进行排序（例如通过 Collections.sort）。

6. 在真实任务中的应用：减少代码并降低错误率

示例：应用中的用户列表

由于正确实现了 equals/hashCode，在集合中的查找将表现可预期：

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

示例：包含可为 nullable 的字段

如果类中有可能为 null 的字段（例如 middleName），请使用 Objects.equals 和 Objects.hash：

import java.util.Objects;

public class User {
    private String firstName;
    private String middleName; // 可以为 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 类的主要方法

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 不能为空")

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

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

8. 使用 Objects 类方法的常见错误

错误 1：忘记使用 Objects.equals 处理可为 null 的字段。 如果直接通过 equals 比较字段，可能会触发 NullPointerException。请使用 Objects.equals(middleName, other.middleName)。

错误 2：在 hashCode 中遗漏了参与比较的字段。 参与 equals 的字段也必须参与 hashCode，否则 HashSet/HashMap 的行为将变得不可预测。

错误 3：手写 hashCode 出错。 手动选择系数并处理 null 并不容易。Objects.hash 已经替你处理好了；如果没有严格的性能要求，就用它吧。

错误 4：在类契约要求处没有使用 Objects.requireNonNull。 如果字段不允许为 null，请在构造器/Setter 中检查——错误会立刻暴露，而不会“埋”在调用栈的深处。

错误 5：对数组使用 Objects.hash。 对于数组应使用 Arrays.hashCode，多维数组应使用 Arrays.deepHashCode；同理，比较内容应使用 Arrays.equals/Arrays.deepEquals。