사실 자바 코드를 작성만 해봤지, 깊게 정리하려고 한 적은 없었던 것 같다. 매번 ‘빨리 취업해야지!’라는 생각에 조급하게 프로젝트만 하고, 기본 개념만 대충 훑고 넘어가니 면접 때 조금만 깊게 들어가도 대답을 제대로 못 했다. 그럴 때마다 내 자신이 한심하게 느껴졌다.
이제는 조급해하지 말고, 처음부터 차근차근 제대로 준비해보려 한다.

📌 동일성(Identity)

동일성은 말 그대로 두 개의 객체가 완전히 같은 경우를 의미한다. 말보다는 코드로 보면 쉬울 것 같다.

class Person {
    String name;

    Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person personA = new Person("철수");
        Person personB = new Person("철수");
        Person personC = personB;

        System.out.println(personA == personB); // false (서로 다른 객체)
        System.out.println(personB == personC); // true  (같은 객체를 참조)
    }
}

personA와 personB는 이름은 같지만 서로 다른 객체다.

왜냐하면 new 키워드로 객체를 생성하면 heap 메모리 영역에 새로 만들어지기 때문에, 서로 다른 주소를 가지게 된다.

하지만 personC는 personB를 그대로 참조하므로, 같은 주소를 가리키게 된다.

참고로 원시(Primitive) 타입은 객체가 아니라 주소가 없다.

이런 기본 타입 변수들은 Stack 메모리 영역에 값이 직접 저장된다.

int a = 10;
int b = 10;

System.out.println(a == b); // true

그래서 == 연산자를 사용했을 때는 값이 같으면 동일하다고 말한다.

⁉️ 자바의 메모리 영역에는 Stack, Heap, 메서드(Method) 영역이 있다.
Stack 영역에는 기본 타입 변수나 참조 변수(주소값)가 저장된다.
Heap 영역에는 new 키워드로 생성한 실제 객체가 저장된다.
메서드 영역에는 클래스 정보(메서드, static 변수, 상수 등)가 저장된다.

📌 동등성(equality)

말 그대로 동등하다는 뜻으로, 두 객체가 같은 정보를 가지고 있는 경우를 의미한다.

동등성은 변수가 참조하고 있는 객체의 주소가 다르더라도,
내용이 같으면 두 변수는 동등하다고 말한다.

동등한지는 주로 equals() 메서드를 사용해서 판별한다.

String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("hello");

System.out.println(str1 == str2); // false (주소 다름)
System.out.println(str1.equals(str2)); // true  (내용 같음)

🚨 동일하면 동등, 하지만 동등하다고 동일은 아니다.

📚 equals()

모든 객체에 대해 equals() 연산자를 사용한다고 해서 무조건 동등성 비교가 가능한 건 아니다.

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

이 메서드는 모든 클래스의 최상위 조상인 Object 클래스에서 정의되어 있다.

코드를 보면 알 수 있듯이, 단순히 == 연산자를 사용해 동일성(주소값 비교)만 수행한다.

즉, 자식 클래스에서 equals() 메서드를 재정의(override) 하지 않는 이상, equals()는 사실상 ==와 동일하게 작동한다.

이제 대표적으로 equals() 메서드를 재정의한 몇 가지 클래스들을 살펴보자.

1. String의 equals()

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String) anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

String 클래스는 위처럼 equals()를 재정의해서, 인자로 전달된 문자열의 내용을 한 글자씩 비교한다.

코드 흐름을 보면,

1. 먼저 ==로 동일성(주소)을 확인하고,

2. 주소가 다르면 instanceof로 String 타입인지 검사한 뒤,

3. 문자 하나하나를 비교해서 모두 같으면 true를 반환한다.

즉, 문자열의 주소가 달라도 내용이 같으면 동등하다고 판단하는 것이다.

2. Integer의 equals()

public boolean equals(Object obj) {
    if (obj instanceof Integer) {
        return value == ((Integer)obj).intValue();
    }
    return false;
}

Integer 클래스도 equals()를 재정의해서, 인자로 전달된 객체가 Integer인지 확인한 후, 그 안의 값(value)을 ==으로 비교한다.

결국 두 객체의 주소는 다르더라도 저장된 정수 값이 같으면 동등하다고 본다.

3. Objects의 equals()

public static boolean equals(Object a, Object b) {
    return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
}

Objects 클래스의 equals()는 조금 다르다. 두 객체가 동일하면 바로 true를 반환하고,

그렇지 않으면 첫 번째 객체의 equals() 메서드를 호출해서 비교한다.

즉, 이 메서드는 내부적으로 첫 번째 인자의 equals() 구현에 전적으로 의존한다.

만약 첫 번째 객체가 equals()를 재정의하지 않았다면, 결국 동일성(주소) 비교만 하게 된다.

그래서 개발자가 직접 만든 클래스에서 내용 비교가 필요하다면, 반드시 equals()를 재정의해줘야 한다.

4. ArrayList의 equals()

private boolean equalsArrayList(ArrayList<?> other) {
    final int otherModCount = other.modCount;
    final int s = size;
    boolean equal;
    if (equal = (s == other.size)) {
        final Object[] otherEs = other.elementData;
        final Object[] es = elementData;
        if (s > es.length || s > otherEs.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        for (int i = 0; i < s; i++) {
            if (!Objects.equals(es[i], otherEs[i])) {
                equal = false;
                break;
            }
        }
    }
    other.checkForComodification(otherModCount);
    return equal;
}

ArrayList는 자신이 가진 요소(element)들과 비교 대상 리스트의 요소들을 하나씩 비교해서 모두 같으면 true를 반환한다.

이 과정에서 요소 하나하나를 비교하기 위해 Objects.equals()를 활용하고 있다.

즉, ArrayList의 equals()는 두 리스트의 모든 요소가 동등하면 전체가 동등하다고 판단한다는 것이다.

📚 hashCode()와 equals()의 관계

사실 equals()를 이야기할 때 hashCode()를 빼놓을 수 없다.

왜냐하면 이 두 메서드는 항상 함께 동작하는 세트이기 때문이다.

HashMap, HashSet 같은 컬렉션은 객체를 비교할 때, 먼저 hashCode()로 빠르게 후보를 찾고, 그다음에 equals()로 실제 내용이 같은지 확인한다.

import java.util.Objects;

class Person {
    String name;
    int age;

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

    // 내용(동등성) 비교
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (!(obj instanceof Person)) return false;
        Person other = (Person) obj;
        return age == other.age && name.equals(other.name);
    }

    // 해시 기반 컬렉션을 위한 hashCode 재정의
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

Person p1 = new Person("철수", 20);
Person p2 = new Person("철수", 20);

System.out.println(p1.equals(p2));   // true
System.out.println(p1.hashCode() == p2.hashCode()); // true

🚨 equals만 재정의하고 hashCode를 재정의하지 않으면?

Person p1 = new Person("철수", 20);
Person p2 = new Person("철수", 20);

HashSet<Person> set = new HashSet<>();
set.add(p1);
set.add(p2);

System.out.println(set.size()); // 2 (🚨 중복 판단 실패)

➕ 참고
equals()가 true라면, hashCode()도 같아야 한다.
hashCode()가 같다고 해서 equals()도 true인 건 아니다.

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예상질문

1. 동일성과 동등성의 차이는?

두 객체가 할당된 메모리 주소가 같으면 동일하고, 두 객체의 내용이 같으면 동등하다고 말한다. 동일성은 == 연산자를 통해, 동등성은 eqauls 연산자를 통해 판별한다.

꼬리 질문 : == 연산자, eqauls 연산자에 대해 좀 더 자세하게 알려주세요

== 연산자는 객체의 동일성을 판별하기 위해 사용하며, eqauls 연산자는 두 객체의 동등성을 판별하기 위해 사용한다. eqauls 연산자는 재정의(오버라이딩) 하지 않으면 내부적으로 == 연산자와 같은 로직을 수행하므로 차이가 없고, 따라서 eqauls 연산자는 각 객체의 특성에 맞게 재정의(오버라이딩) 해야한다.

예를 들어, String 클래스는 equals()를 재정의해서 "hello".equals(new String("hello")) 와 같이
내용이 같으면 true를 반환하도록 구현되어 있다.

Integer 클래스도 마찬가지로 내부의 값(value)이 같으면 true를 반환하도록 equals()가 재정의되어 있다.

2. equals()와 hashCode()는 왜 항상 같이 재정의해야 하나요?

equals()는 내용 비교, hashCode()는 해시 기반 컬렉션에서 객체 위치를 찾을 때 사용된다.

HashSet, HashMap은 먼저 hashCode()로 빠르게 후보를 찾고, 그다음 equals()로 실제 동등 여부를 확인하기 때문에, equals()가 true인데 hashCode()가 다르면 같은 객체**로 인식되지 않는다.

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마치며...

위 사진은 예전에 여름에 남양주를 방문했을 때 머물렀던 숙소다.

프로그래머스 백엔드 데브코스 방학 기간 중에 방문했는데, 공기도 맑고 힐링되는 기분이었다.

다만 벌레가 많아서 꽤 고생했던 기억도 있다. 그래도 언젠가 다시 한 번 방문하고 싶다.

요즘 마음이 너무 조급한 것 같다. 스트레스도 받고, 불안할 때도 많지만 그래도 다시 마음을 다잡고 천천히 공부해보려 한다.

“천천히 가도 괜찮다. 중요한 건 멈추지 않는 것이다.”