Java에서 hashCode와 equals를 재정의한 후 map.get() 메서드 이해하기

2024-07-27

hashCode와 equals 메서드 재정의:

객체의 equals() 메서드는 두 객체가 "동일한지"를 판단하는 데 사용됩니다. 반면에 hashCode() 메서드는 객체를 해시 테이블에서 빠르게 검색할 수 있도록 해시 코드를 반환합니다. 객체의 내용을 기반으로 해시 코드를 생성해야 하며, 두 객체가 equals() 메서드에 의해 동일하다고 판단되면 반환되는 해시 코드도 동일해야 합니다.

map.get() 메서드:

map.get() 메서드는 키에 해당하는 값을 반환합니다. 이 메서드는 먼저 해시 코드를 사용하여 키를 해시 테이블의 버킷으로 매핑합니다. 그런 다음 해당 버킷에 있는 모든 항목을 순환하여 키와 equals() 메서드를 사용하여 비교합니다. 일치하는 항목이 발견되면 해당 항목의 값을 반환합니다. 일치하는 항목이 없으면 null을 반환합니다.

hashCode와 equals를 재정의한 후 map.get() 사용:

객체의 hashCode()와 equals() 메서드를 올바르게 재정의했다면 map.get() 메서드는 키에 해당하는 값을 빠르고 정확하게 반환합니다. 하지만, 이 두 메서드를 잘못 재정의하면 성능 저하 또는 오류로 이어질 수 있습니다.

주의 사항:

equals() 메서드를 재정의한 경우 반드시 hashCode() 메서드도 재정의해야 합니다.
hashCode() 메서드는 객체의 내용을 기반으로 해시 코드를 반환해야 하며, 두 객체가 equals() 메서드에 의해 동일하다고 판단되면 반환되는 해시 코드도 동일해야 합니다.
잘못된 hashCode() 메서드는 해시 테이블 성능 저하 또는 충돌로 이어질 수 있습니다.

예시:

class Person {
    private String name;
    private int age;

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

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

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

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();
        Person person1 = new Person("Alice", 30);
        Person person2 = new Person("Alice", 30);
        map.put(person1, "Alice");

        System.out.println(map.get(person2)); // "Alice" 출력
    }
}

위 예제에서 Person 클래스는 equals()와 hashCode() 메서드를 재정의하여 이름과 나이를 기반으로 두 객체를 비교합니다. HashMapExample 클래스에서는 두 개의 Person 객체를 생성하고 하나는 map에 키로, 다른 하나는 값으로 추가합니다. map.get() 메서드를 사용하여 두 번째 Person 객체를 키로 값을 조회하면 "Alice"가 출력됩니다.

핵심:

hashCode()와 equals() 메서드를 올바르게 재정의하면 해시 기반 컬렉션에서 객체를 효율적으로 사용할 수 있습니다.

Java에서 hashCode와 equals를 재정의한 후 map.get() 사용 예제

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

class Person {
    private String name;
    private int age;

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

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

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

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

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();
        Person person1 = new Person("Alice", 30);
        Person person2 = new Person("Alice", 30);  // 이름과 나이가 동일한 두 개의 Person 객체 생성
        map.put(person1, "Alice");  // person1을 키, "Alice"를 값으로 map에 추가

        System.out.println(map.get(person2));  // person2를 키로 값 조회
    }
}

이 예제에서:

Person 클래스는 name과 age 필드를 가진 간단한 POJO(Plain Old Java Object)입니다.
equals() 메서드는 두 Person 객체가 동일한지 비교합니다. 두 객체의 name과 age가 동일하면 동일하다고 판단합니다.
hashCode() 메서드는 Objects.hash()를 사용하여 두 필드의 해시 코드를 결합한 해시 코드를 반환합니다.
HashMapExample 클래스에서 두 개의 Person 객체를 생성합니다. 두 객체는 이름과 나이가 동일하지만 서로 다른 객체입니다.
첫 번째 Person 객체를 키로 하고 "Alice" 문자열을 값으로 map에 추가합니다.
마지막으로 두 번째 Person 객체를 키로 사용하여 map에서 값을 조회합니다. map.get() 메서드는 해시 코드를 사용하여 키를 빠르게 해시 테이블에서 매핑하고 equals() 메서드를 사용하여 일치하는 항목을 찾습니다. 두 번째 Person 객체가 첫 번째 Person 객체와 동일하다고 판단되므로 "Alice" 문자열이 출력됩니다.

Java에서 해시 기반 컬렉션에서 키 조회를 위한 map.get() 대체 방법

직접 구현:

해시 테이블 구현을 직접 복사하여 키에 해당하는 값을 조회할 수 있습니다. 하지만 이는 복잡하고 오류 발생 가능성이 높으며, 해시 테이블의 내부 구현에 대한 지식이 필요하기 때문에 일반적으로 권장되지 않습니다.

ConcurrentHashMap:

ConcurrentHashMap은 동시성을 고려하여 설계된 해시 기반 컬렉션입니다. get() 메서드는 map.get()과 동일하게 작동하지만, 동시에 여러 스레드가 액세스할 경우 더 나은 성능을 제공합니다.

LinkedHashMap:

LinkedHashMap은 삽입 순서를 유지하는 해시 기반 컬렉션입니다. get() 메서드는 map.get()과 동일하게 작동하지만, 최근 액세스된 항목에 대한 빠른 액세스가 필요한 경우 유용할 수 있습니다.

Tree-based Map:

TreeMap과 TreeSet은 키 순서를 유지하는 데이터 구조입니다. 정확한 키 순서가 중요한 경우 키를 기반으로 검색하는 데 유용할 수 있습니다. 하지만 일반적으로 해시 기반 컬렉션보다 느립니다.

Guava:

Guava는 Google에서 제공하는 Java 라이브러리로 유용한 유틸리티 클래스와 컬렉션을 포함합니다. Maps 클래스에는 uniqueIndex()와 asMap()과 같은 여러 유용한 메서드가 있으며, 이러한 메서드를 사용하여 해시 기반 컬렉션에서 키 조회를 수행할 수 있습니다.