Vala中Gee.Map存储结构体后无法取值？问题排查

我编写了如下示例代码：一个存储Foo类实例的Gee.Map，以及一个存储Bar结构体实例的Gee.Map：

public class Maps {
    Gee.Map<Foo?, int> map1 = new Gee.HashMap<Foo?, int> ();
    Gee.Map<Bar?, int> map2 = new Gee.HashMap<Bar?, int> ();
     
    public Maps () {
        Foo a = new Foo ();
        Foo b = new Foo ();
        Foo c = new Foo ();
        map1.set (a, 1);
        map1.set (b, 2);
        map1.set (c, 3);
        stdout.printf ("Foo = %d %d %d %d\n", map1.get (a), map1.get (b), map1.get (c), map1.size);

        Bar e = Bar ();
        Bar d = Bar ();
        Bar f = Bar ();
        map2.set (d, 1);
        map2.set (e, 2);
        map2.set (f, 3);
        stdout.printf ("Bar = %d %d %d %d\n", map2.get (d), map2.get (e), map2.get (f), map2.size);
    }
}

public class Foo {
    public string name;
    public Foo () {
        name = "foo";
    }
}

public struct Bar {
    public string name;
    public Bar () {
        name = "bar";
    }
}

public static int main (string[] args) {
    stdout.printf ("Start\n");
    var a = new Maps ();
    stdout.printf ("End\n");
    return 0;
}

程序输出如下：

Start
Foo = 1 2 3 3
Bar = 0 0 0 3
End

我无法从map2中检索到对应的值，请问操作中存在哪些错误？

核心原因：值类型与引用类型的语义差异 #

Vala中类（class）是引用类型，结构体（struct）是值类型，二者在Gee.HashMap中的行为完全不同：

• Foo是类，变量a/b/c持有的是堆上实例的引用。Gee.HashMap默认使用引用的内存地址计算哈希值，并用引用相等性判断键是否匹配。存入和取出用的是同一个引用，因此能正确匹配到对应值。
• Bar是结构体，属于值类型，变量d/e/f存储的是结构体的完整值。当调用map2.set(d, 1)时，HashMap会存储d的值拷贝；之后调用map2.get(d)时，传入的是d的另一个值拷贝——虽然内容相同，但这是两个独立的实例，默认的哈希计算和相等性判断基于实例身份（内存地址），因此匹配失败，返回int类型的默认值0。

解决方案 #

方案1：为结构体实现hash和equals方法 #

让HashMap基于结构体的内容而非实例身份来判断键的匹配，需要重写hash()和equals(Object)方法：

public struct Bar {
    public string name;
    public Bar () {
        name = "bar";
    }

    // 基于name字段计算哈希值
    public override int hash () {
        return name.hash ();
    }

    // 比较两个Bar实例的name字段是否相等
    public override bool equals (Object other) {
        if (!(other is Bar)) return false;
        Bar b = (Bar) other;
        return name == b.name;
    }
}

方案2：将结构体改为类 #

如果不需要值语义，可以把Bar改成类，和Foo一样使用引用类型，这样就能直接复用默认的引用匹配逻辑：

public class Bar {
    public string name;
    public Bar () {
        name = "bar";
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Wayne