HashMap 中的 key 值类型

在 Java 中，HashMap 的 key 一般建议使用 String 而不是自定义对象，主要有以下几个原因：

1. String 是不可变对象（Immutable）

• String 在 Java 中是不可变的，一旦创建就不会改变其哈希值 (hashCode)。
• HashMap 依赖 key 的 hashCode() 计算存储位置，如果 key 是可变对象，修改 key 后，它的 hashCode() 可能会改变，导致 HashMap 无法正确查找该 key，引发潜在问题（如数据丢失、无法查找等）。
• 例如：

  Map<List<Integer>, String> map = new HashMap<>();
  List<Integer> key = new ArrayList<>();
  key.add(1);
  map.put(key, "value");
  
  key.add(2); // 修改 key
  System.out.println(map.get(key)); // 可能返回 null
  

  由于 ArrayList 的 hashCode() 依赖于内容，key 变化后 hashCode 变化，导致 HashMap 无法找到原来的 value。

2. String 的 hashCode() 计算高效且稳定

• String 在 Java 中的 hashCode() 实现是经过高度优化的，并且被广泛使用，计算效率高。
• String 的 hashCode() 计算方式如下：

  public int hashCode() {
      int h = 0;
      for (int i = 0; i < length(); i++) {
          h = 31 * h + charAt(i);
      }
      return h;
  }
  

• 由于 String 是 final 类，它的 hashCode() 计算逻辑不会被子类重写或修改，保证了哈希值的一致性。

3. String 具有良好的分布性，减少 Hash 冲突

• 在 HashMap 中，良好的 hashCode() 设计可以减少哈希冲突，提高查询效率。
• String 的 hashCode() 计算方式能够较好地分布数据，避免大量 key 落在相同的桶（bucket）里。

4. String 适合作为标识符

• String 直观易读，可以直接表示用户名、ID、类别等，便于代码理解。
• 例如：

  Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
  map.put("Alice", 25);
  map.put("Bob", 30);
  

  相比于自定义对象，String 更适合作为 key 来表示业务属性。

5. 避免 equals() 和 hashCode() 方法实现错误

• 使用自定义对象作为 key 时，需要正确实现 equals() 和 hashCode() 方法，否则会导致 HashMap 行为异常，如无法正确查找 key 或发生哈希冲突。
• 例如：

  class Person {
      String name;
      int age;
  }
  

  如果 Person 没有正确重写 equals() 和 hashCode()，那么 HashMap 可能无法正确区分两个 Person 对象，即使它们的 name 和 age 相同。

6. String 具有内存优化（字符串常量池）

• String 在 JVM 中有字符串常量池（String Pool），相同字符串可复用，减少内存占用。
• 例如：

  String s1 = "hello";
  String s2 = "hello";
  System.out.println(s1 == s2); // true，共享同一个对象
  

总结

比较项	使用 String 作为 key	使用对象作为 key
不可变性	不可变，哈希值稳定	可能可变，影响 hashCode()
哈希分布性	String 的 hashCode() 分布良好	需要自定义 hashCode()，可能不均匀
易用性	直观，易读易维护	需要正确实现 equals() 和 hashCode()
性能	String 的 hashCode() 计算高效	可能计算复杂，影响 HashMap 效率
内存优化	享受 JVM String Pool 优势	没有字符串池机制

因此，在 HashMap 中，推荐优先使用 String 作为 key，如果必须使用对象作为 key，需要确保：

1. 该对象是不可变的；
2. 正确重写 equals() 和 hashCode() 方法。

在 HashMap 中，如果 key 是一个对象，并且该对象的某个属性发生变化，那么可能会导致无法通过原来的 key 找到对应的 value。

为什么找不到原来的 value？

1. HashMap 依赖 key 的 hashCode() 计算存储位置
   • HashMap 通过 key 的 hashCode() 计算存储桶（bucket）的索引。
   • 如果 key 是对象，并且对象的某些属性影响了 hashCode() 计算，那么修改该属性会导致 hashCode() 变化，使得 HashMap 无法在原来的位置找到该 key。
2. HashMap 依赖 equals() 方法查找 key
   • 在 HashMap 中，即使两个对象的 hashCode() 相同，最终还是要通过 equals() 方法确认它们是否相等。
   • 如果 equals() 方法依赖于某些可变属性，而这些属性发生了变化，那么即使 hashCode() 仍然相同，也可能会导致 equals() 失效，使得 HashMap 无法匹配原来的 key。

示例代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Objects;

class Person {
    String name;
    int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        Person person = (Person) obj;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
}

public class HashMapKeyTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();

        Person p = new Person("Alice", 25);
        map.put(p, "Engineer");

        System.out.println("Before change: " + map.get(p)); // 正常获取 "Engineer"

        // 修改 key 对象的属性
        p.age = 30;

        System.out.println("After change: " + map.get(p)); // 可能返回 null
        System.out.println("Contains key: " + map.containsKey(p)); // 可能返回 false
    }
}

分析

1. Person 作为 key，它的 hashCode() 依赖于 name 和 age。
2. 存入 HashMap 后，p 计算的 hashCode() 确定了它在 HashMap 的存储位置。
3. 修改 p.age 后，hashCode() 发生变化，导致 HashMap 在查找 p 时，计算出的 hashCode() 对应的存储桶位置可能已经改变。
4. 结果：map.get(p) 可能返回 null，即无法找到原来的 value。

如何解决？

方案 1：使用不可变对象作为 key

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

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        Person person = (Person) obj;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
}

• 优点：保证 key 不变，避免 hashCode() 变化导致查找失败。
• 适用场景：如果 key 需要稳定，建议使用 final 关键字让属性不可变，或者使用 String 作为 key。

方案 2：使用 put() 重新存入修改后的 key

如果 key 发生变化，需要重新 put() 进去：

map.remove(p); // 先删除旧的 key
p.age = 30;    // 修改属性
map.put(p, "Engineer"); // 重新放入 HashMap

• 适用场景：如果一定要修改 key，需要确保 HashMap 结构同步更新。

总结

方案	影响	适用场景
修改 key 属性	hashCode() 变更，导致查找失败	不推荐
使用不可变对象	key 保持不变，避免问题	推荐
使用 remove() 后重新 put()	需要额外操作，保证 HashMap 一致性	适用于可变对象

最佳实践：建议 HashMap 的 key 选择 String 或不可变对象，避免因 hashCode() 变化导致查找失败！