Java未成对实现equals()与hashCode()时HashMap运行异常原因咨询

首先明确HashMap存储、查询键值对的核心执行流程：

1. 调用key的hashCode()方法计算哈希值，对数组长度取模后定位到对应的数组桶位置
2. 在对应桶的链表/红黑树中，调用key的equals()方法逐一和已有节点的key对比，只有返回true时才会判定为同一个key，执行覆盖/查询匹配逻辑
   两个步骤必须同时满足，才会被HashMap认定为相同的键

场景1：仅实现hashCode()、未实现equals()的运行逻辑 #

• 重写的hashCode()固定返回31，4个Employee对象的哈希值完全相同，都会被定位到同一个数组桶中
• 由于没有重写equals()，使用的是Object类原生的equals逻辑：直接对比两个对象的内存地址。employee3和employee4是两次new出来的独立对象，内存地址不同，equals返回false，HashMap会判定为两个不同的键
• 因此4个对象全部被存入Map，size()返回4；查询时传入employee4作为key，哈希定位到对应桶后，能找到内存地址完全匹配的employee4节点，所以返回Joe

场景2：仅实现equals()、未实现hashCode()的运行逻辑 #

• 重写的equals()会对比对象的全部属性，employee3和employee4属性完全一致，equals返回true，但由于没有重写hashCode()，使用的是Object类原生的哈希值逻辑：根据对象内存地址计算哈希值
• employee3和employee4内存地址不同，哈希值完全不同，会被定位到不同的数组桶中，HashMap根本不会触发两者的equals对比逻辑，直接判定为两个不同的键
• 因此4个对象全部被存入Map，size()返回4；查询时传入employee4作为key，根据它的哈希值能直接定位到存储它的桶，找到对应节点返回Joe

两个场景输出相同的核心原因 #

两者都违反了equals-hashCode契约：逻辑相等的两个对象（employee3和employee4）没有满足「equals返回true时hashCode必须相等」的要求，导致HashMap无法识别两者是逻辑相同的键，最终都存入了4个键值对，查询时都能匹配到employee4本身的节点，所以输出完全一致。
只有同时正确实现两个方法时，employee3和employee4才会被判定为同一个键，put时后者覆盖前者，最终size为3。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jeff Cook