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equals, hashCode, toString

4 분 소요

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자바에서 모든 클래스는 명시적으로 다른 클래스를 상속받지 않는경우 자동적으로 최상위 클래스인 Object 클래스를 상속받음

Object

해당 클래스는 기본적으로 equals, hashCode, toString 함수를 제공하고 이는 객체의 상태를 다루는 데 있어 중요 역할을 함. 모든 클래스는 Object 클래스를 간접적으로 상속받으므로, 해당 클래스에서 정의되어있는 메소드를 모든 객체에서 사용할 수 있음

1. equals

논리적으로 두 객체가 동등한지 비교시 사용 (참조 비교) 대부분의 경우, 객체의 참조가 아닌, 두 객체간 가지고있는 값이 같은지를 비교하고싶어하는 경우가 많기 때문에 해당경우에는 재정의가 필요

1-2. 주의사항

Reflexive(x.equals(x) == true), x.equals(y) == true

2. hasCode

객체의 해시코드 값을 반환, 정수로 구성되며 HashMap, HashSet, HashTable과 같은 Hash기반의 Collection에서 객체를 저장하거나, 검색할 때 주로 사용됨

Object 클래스의 기본 hashCode() 구현은 객체의 메모리 주소를 기반으로 해시코드를 생성하는 경우가 많음

만약 equals() 함수를 재정의해 두 객체가 동등하다고 판단되도록 만든경우, 반드시 hashCode() 함수도 함께 재정의 되어야 함 어플리케이션 실행중 객체의 equals를 비교에 사용된 정보가 변경되지 않는한, 객체의 hashCode() 함수를 여러번 호출해도 항상 동일한 정수의 값을 반환하여야 함

equals만 재정의하고, hashCode()를 재정의하지 않는경우, 논리적으로 동등한 두 객체가 해시기반 컬렉션에서 다른 해시 버킷에 저장될 수 있음 이 경우, contains()나 get()과 같은 함수가 예상대로 동작하지 않는 문제가 발생할 수 있음

2. equals() 메서드

equals() 메서드는 두 객체가 “논리적으로 동등한지”를 비교할 때 사용됩니다.

  • 기본 동작: Object 클래스의 기본 equals() 구현은 == 연산자와 동일하게 참조(Reference) 비교를 수행합니다. 즉, 두 변수가 메모리 상에서 동일한 객체를 가리키는지 확인합니다.
  • 재정의의 필요성: 대부분의 경우, 우리는 객체의 참조가 아닌 객체가 가지고 있는 값(상태)이 같은지를 비교하고 싶어 합니다. 예를 들어, 두 Person 객체가 이름과 나이가 같다면 논리적으로 동일하다고 판단하고 싶을 수 있습니다. 이럴 때 equals() 메서드를 재정의하여 객체의 필드 값을 비교하도록 만들어야 합니다.
  • 재정의 시 주의사항 (equals 계약): equals() 메서드를 재정의할 때는 다음과 같은 계약(Contract)을 반드시 지켜야 합니다.
    • 반사성 (Reflexive): null이 아닌 모든 참조 값 x에 대해 x.equals(x)는 true입니다.
    • 대칭성 (Symmetric): null이 아닌 모든 참조 값 x와 y에 대해, x.equals(y)가 true이면 y.equals(x)도 true입니다.
    • 추이성 (Transitive): null이 아닌 모든 참조 값 x, y, z에 대해, x.equals(y)가 true이고 y.equals(z)가 true이면 x.equals(z)도 true입니다.
    • 일관성 (Consistent): null이 아닌 모든 참조 값 x와 y에 대해, equals 비교에 사용된 정보가 변경되지 않는 한, x.equals(y)를 여러 번 호출해도 항상 같은 결과를 반환합니다.
    • Null 아님 (Non-nullity): null이 아닌 모든 참조 값 x에 대해, x.equals(null)은 false입니다.
// 예시: Person 클래스에서 equals() 재정의
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자, getter/setter 생략

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true; // 1. 반사성 및 동일 객체 참조 확인
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; // 5. Null 아님 및 타입 비교
        Person person = (Person) o; // 형변환
        return age == person.age && // 필드 값 비교
               Objects.equals(name, person.name); // 필드 값 비교 (null 안전하게)
    }

    // hashCode()도 함께 재정의해야 함 (아래에서 설명)
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

3. hashCode() 메서드

hashCode() 메서드는 객체의 해시 코드(Hash Code) 값을 반환합니다. 해시 코드는 정수 값이며, 주로 HashMap, HashSet, HashTable과 같은 해시 기반 컬렉션에서 객체를 저장하거나 검색할 때 사용됩니다.

  • 기본 동작: Object 클래스의 기본 hashCode() 구현은 객체의 메모리 주소를 기반으로 해시 코드를 생성하는 경우가 많습니다.

  • 재정의의 필요성: equals() 메서드를 재정의하여 두 객체가 논리적으로 동등하다고 판단되도록 만들었다면, 반드시 hashCode() 메서드도 함께 재정의해야 합니다. 이는 equals()와 hashCode() 간의 중요한 계약 때문입니다.

  • hashCode 계약:

    • 애플리케이션 실행 중에 객체의 equals 비교에 사용된 정보가 변경되지 않는 한, 객체의 hashCode() 메서드를 여러 번 호출해도 항상 동일한 정수 값을 반환해야 합니다.

    • equals(Object o) 메서드를 사용하여 두 객체가 동등하다고 판단되면, 두 객체의 hashCode() 메서드는 반드시 동일한 정수 값을 반환해야 합니다.

    • equals(Object o) 메서드를 사용하여 두 객체가 동등하지 않다고 판단되더라도, 두 객체의 hashCode() 메서드가 반드시 서로 다른 정수 값을 반환할 필요는 없습니다. 하지만 해시 테이블의 성능 향상을 위해 서로 다른 객체에 대해 다른 해시 코드를 반환하는 것이 좋습니다.

equals()만 재정의하고 hashCode()를 재정의하지 않으면, 논리적으로 동등한 두 객체가 해시 기반 컬렉션에서 다른 해시 버킷에 저장될 수 있습니다. 이 경우 contains()나 get()과 같은 메서드가 예상대로 동작하지 않는 심각한 문제가 발생할 수 있습니다.

// 예시: Person 클래스에서 hashCode() 재정의 (equals()와 함께)
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자, getter/setter 생략

    @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 &&
               Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // Objects.hash()를 사용하면 equals에 사용된 필드를 기반으로 쉽게 해시 코드를 생성할 수 있습니다.
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

4. toString() 메서드

toString() 메서드는 객체의 문자열 표현을 반환합니다. 이 문자열은 객체를 사람이 읽기 쉬운 형태로 나타내는 데 사용됩니다.

  • 기본 동작: Object 클래스의 기본 toString() 구현은 클래스이름@객체의해시코드의16진수표현 형태의 문자열을 반환합니다. (예: com.example.Person@1b6d3586)
  • 재정의의 필요성: 기본 toString() 결과는 객체의 상태에 대한 유용한 정보를 거의 제공하지 않습니다. 디버깅, 로깅 또는 객체의 내용을 쉽게 확인하고 싶을 때 toString()을 재정의하여 객체의 주요 필드 값을 포함하는 의미 있는 문자열을 반환하도록 만드는 것이 좋습니다.
// 예시: Person 클래스에서 toString() 재정의
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자, getter/setter 생략

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
               "name='" + name + '\'' +
               ", age=" + age +
               '}';
    }
}

5. 결론

Object 클래스의 equals(), hashCode(), toString() 메서드는 자바 객체 지향 프로그래밍에서 매우 기본적인 동시에 중요한 개념입니다.

  • 객체의 논리적 동등성을 비교해야 할 때는 equals()를 재정의해야 합니다.
  • equals()를 재정의했다면, 해시 기반 컬렉션의 올바른 동작을 위해 반드시 hashCode()도 함께 재정의하여 equals/hashCode 계약을 지켜야 합니다.
  • 객체의 상태를 쉽게 확인하고 싶을 때는 toString()을 재정의하여 유용한 정보를 제공하도록 만드는 것이 좋습니다.

이 세 가지 메서드를 올바르게 이해하고 활용하는 것은 견고하고 유지보수하기 쉬운 자바 코드를 작성하는 데 필수적입니다.

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