Java : ObjectクラスとStringクラスの { equals() }, { hashCode() } の違い

Question

不明点

現在OCJP Goldを学習中の初心者です。
ObjectクラスとStringクラスの動作で、どうしても理解ができない部分があったため、質問させていただきます。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		String s1 = new String("A");
		String s2 = new String("A");
		
		System.out.println("s1.hashCode() : " + s1.hashCode());
		System.out.println("s2.hashCode() : " + s2.hashCode());
		System.out.println("s1 == s2 : " + (s1 == s2));
		System.out.println("s1.equals(s2) : " + s1.equals(s2));
		System.out.println();
		
		Object obj1 = new Object();
		Object obj2 = new Object();
		System.out.println("obj1.hashCode() : " + obj1.hashCode());
		System.out.println("obj2.hashCode() : " + obj2.hashCode());
		System.out.println("obj1 == obj2 : " + (obj1 == obj2));
		System.out.println("obj1.equals(obj2) : " + obj1.equals(obj2));
		System.out.println();
	}
}

s1.hashCode() : 65
s2.hashCode() : 65
s1 == s2 : false
s1.equals(s2) : true

obj1.hashCode() : 2018699554
obj2.hashCode() : 1311053135
obj1 == obj2 : false
obj1.equals(obj2) : false

このコードのなかで、それぞれのObjectクラスのインスタンスはnewされているため、ハッシュコードが異なり == でも { equals() } でもfalseになってしまうのは理解できます。
しかし、同様にStringクラスのインスタンスも互いにnewされているため、{ hashCode() }　の返す値は異なると思うのですが、同じものになってしまう理由がわかりません。

調べてみようとしたものの、検索の能力が低く、ObjectクラスとStringクラスのそれぞれのメソッドの動作差について見つけることができなかったため、こちらにて質問させていただきます。

拙い文章で申し訳ないですが、よろしくお願いします。

Answer 1

ハッシュコードは、equalsでtrueになる(=等しいと判定される)オブジェクトが同じ値を返すよう設計されており、またそうするよう規定されています。
newされた2つのStringはモノとしては異なるもののため、==ではfalseになりますが、同じ"A"を表す等しいオブジェクトであるため、equalsではtrueとなります。

Answer 2

同様にStringクラスのインスタンスも互いにnewされているため、{ hashCode() }　の返す値は異なると思うのですが

この部分が誤りです。Stringはequalsで内容を比較するように実装してありますが、「equalsで等しくなるものは同じhashCodeを返さないといけない」というルールがありますので（Oracle）、必然的に同じ内容の文字列のhashCodeは同じ値を返します（そのように実装されています）。

Comments

[退会済みユーザー]

equalsとhashCodeの相互関係について、一番わかりやすく理解できたためベストアンサーとさせていただきます。
回答ありがとうございました！

Answer 3

Stringクラスのインスタンスも互いにnewされているため、{ hashCode() }　の返す値は異なると思うのですが、同じものになってしまう

GrepCodeでStringクラスのソースを確認してみました。

122     private int hash; // Default to 0

↑まず、hashCodeの算出に使用されるフィールド「hash」は初期値0です。

192     public String(char value[]) {
193         int size = value.length;
194         this.offset = 0;
195         this.count = size;
196         this.value = Arrays.copyOf(value, size);
197     }

↑次に、フィールド「offset」「count」「value」について、与えられた文字列が同じ値の文字列である限り、同一の値を持つことが分かります。

1493    public int hashCode() {
1494        int h = hash;
1495        if (h == 0) {
1496            int off = offset;
1497            char val[] = value;
1498            int len = count;
1499
1500            for (int i = 0; i < len; i++) {
1501                h = 31*h + val[off++];
1502            }
1503            hash = h;
1504        }
1505        return h;
1506    }

↑メソッド「hashCode()」では、フィールド「hash」「offset」「count」「value」の値をもとに戻り値を算出するので、同値の文字列から生成された複数インスタンスでは、常に同値のハッシュコードが得られる、となります。

{ equals() }

「equals()」の挙動についても見てみると、

1012    public boolean equals(Object anObject) {
1013        if (this == anObject) {
1014            return true;
1015        }
1016        if (anObject instanceof String) {
1017            String anotherString = (String)anObject;
1018            int n = count;
1019            if (n == anotherString.count) {
1020                char v1[] = value;
1021                char v2[] = anotherString.value;
1022                int i = offset;
1023                int j = anotherString.offset;
1024                while (n-- != 0) {
1025                    if (v1[i++] != v2[j++])
1026                        return false;
1027                }
1028                return true;
1029            }
1030        }
1031        return false;
1032    }

↑同一インスタンスでない場合に、比較対象がStringインスタンスの時、フィールド「value」の各要素の値比較を行い、その結果を返す仕様であることが分かります。

Comments

[退会済みユーザー]

随分古いソースだと思ったらJava6ですか。Java8からはoffsetとcountはありません。Java9からvalueはchar[]ではなくてbyte[]になっています。すみません。この回答の趣旨とはあまり関係ない話でした。