11. Equals/GetHashCode 계약과 Dictionary/HashSet 키

// 주제: Equals/GetHashCode 계약과 Dictionary/HashSet 키
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// 과제: 아래 세 경우에서 출력(found1/found2/found3)을 예측하고 이유를 설명하라.
//   1) [NoOverride] Equals/GetHashCode 를 재정의하지 않은 "참조 형식"을 키로
//      쓰면, 값이 같은 다른 인스턴스로 조회가 되는가?
//   2) [Mutable] 값 기반 Equals/GetHashCode 를 가진 키를 사전에 넣은 뒤 그
//      키의 필드를 바꾸면 어떻게 되는가? 왜 그런가?
//   3) [Struct 기본 해시] GetHashCode/Equals 를 재정의하지 않은 "값 형식"을
//      HashSet 키로 쓰면 값으로 조회되는가? 그 기본 구현의 비용은?
//   추가: Equals/GetHashCode "계약"은 무엇이며, 왜 둘을 함께 재정의해야 하는가?

using System;
using System.Collections.Generic;

public class NoOverride            // Equals/GetHashCode 재정의 없음
{
    public int Id;
    public NoOverride(int id) { Id = id; }
}

public class ValueKey              // 값 기반 재정의 O, 하지만 가변(mutable)
{
    public int Id;
    public ValueKey(int id) { Id = id; }
    public override bool Equals(object o) => o is ValueKey v && v.Id == Id;
    public override int GetHashCode() => Id;
}

public struct Coord               // GetHashCode/Equals 재정의 없음(기본 ValueType)
{
    public int X, Y;
    public Coord(int x, int y) { X = x; Y = y; }
}

public static class Program
{
    public static void Main()
    {
        // 1) 참조 형식, 재정의 없음
        var d1 = new Dictionary<NoOverride, string>();
        d1[new NoOverride(1)] = "alice";
        bool found1 = d1.ContainsKey(new NoOverride(1));      // (A) 예측?
        Console.WriteLine(found1);

        // 2) 값 기반 재정의 O, 넣은 뒤 키 변경
        var d2 = new Dictionary<ValueKey, string>();
        var k = new ValueKey(2);
        d2[k] = "bob";
        k.Id = 999;                                           // (B) 사전에 든 키를 변경
        bool found2 = d2.ContainsKey(k);                      // 예측?
        Console.WriteLine(found2);

        // 3) 값 형식, 기본 해시
        var set = new HashSet<Coord>();
        set.Add(new Coord(3, 4));
        bool found3 = set.Contains(new Coord(3, 4));          // (C) 예측?
        Console.WriteLine(found3);
    }
}