delphi - 将 self 作为函数结果返回时出现问题

Question

我有一个非常简单的 3D 矢量类定义，TVector3D，以及一些用于实现 TVector3D.Normalise 函数的方法。如果我向 Normalise 函数传递一个已经标准化的向量，我希望它返回我传递给它的向量。在这里我使用了 Result := Self 但我得到了一些疯狂的返回。

控制台应用程序:

program Project1;

{$APPTYPE CONSOLE}

{$R *.res}

uses
  System.SysUtils;

type
  TVector3D = Class
  public
    x : Single;
    y : Single;
    z : Single;
    constructor Create(x : Single;
                       y : Single;
                       z : Single);
    function GetMagnitude() : Single;
    function IsUnitVector() : Boolean;
    function Normalise() : TVector3D;
  end;

  constructor TVector3D.Create(x : Single;
                               y : Single;
                               z : Single);
  begin
    Self.x := x;
    Self.y := y;
    Self.z := z;
  end;

  function TVector3D.GetMagnitude;
  begin
    Result := Sqrt(Sqr(Self.x) + Sqr(Self.y) + Sqr(Self.z));
  end;

  function TVector3D.IsUnitVector;
  begin
    if Self.GetMagnitude = 1 then
      Result := True
    else
      Result := False;
  end;

  function TVector3D.Normalise;
  var
    x : Single;
    y : Single;
    z : Single;
    MagnitudeFactor : Single;
  begin
    if IsUnitVector then
      Result := Self
    else
      MagnitudeFactor := 1/(Self.GetMagnitude);
      x := Self.x*MagnitudeFactor;
      y := Self.y*MagnitudeFactor;
      z := Self.z*MagnitudeFactor;
      Result := TVector3D.Create(x,
                                 y,
                                 z);
  end;

  procedure TestNormalise;
  var
    nonUnitVector : TVector3D;
    unitVector : TVector3D;
    nUVNormed : TVector3D;
    uVNormed : TVector3D;
  begin
  //Setup Vectors for Test
    nonUnitVector := TVector3D.Create(1,
                                      1,
                                      1);
    unitVector := TVector3D.Create(1,
                                   0,
                                   0);
  //Normalise Vectors & Free Memory
    nUVNormed := nonUnitVector.Normalise;
    nonUnitVector.Free;
    uVNormed := unitVector.Normalise;
    unitVector.Free;
  //Print Output & Free Memory
    WriteLn('nUVNormed = (' + FloatToStr(nUVNormed.x) + ', ' + FloatToStr(nUVNormed.y) + ', ' + FloatToStr(nUVNormed.z) + ')');
    nUVNormed.Free;
    WriteLn('uVNormed = (' + FloatToStr(uVNormed.x) + ', ' + FloatToStr(uVNormed.y) + ', ' + FloatToStr(uVNormed.z) + ')');
    uVNormed.Free;
  end;

begin
  try
    TestNormalise;
    Sleep(10000);
  except
    on E: Exception do
      Writeln(E.ClassName, ': ', E.Message);
  end;
end.

Normalise 对于非单位向量效果很好，即 IsUnitVector 返回 false。但对于单位向量，例如 (1,0,0)，我不会返回自身，而是会得到一个具有非常低的非零数字的结果，无论以前有一个非零值，例如 (8.47122. ..E-38,0,0).

如果我通过调试器运行此代码，并在 Result := Self 行上设置一个断点来评估 Self，则 Self 为 (1,0,0) 但结果变为(非常低的数字，0,0)。每次运行程序时，非常低的数字都会发生变化，但似乎总是在E-38/E-39左右。

我不明白为什么会发生这种情况。为什么会发生这种情况以及如何最好地改变我的 Normalise 函数来避免它。

Answer 1

您当前的 TVector3D.Normalise 实现存在一些问题:

• 最后 4 行总是执行，因为您没有在 else 之后使用 begin-end block ，
• 因此例程永远不会返回Self，但始终返回一个新实例，
• 返回实例的内存可能会泄漏，因为您在函数调用后失去了它的所有权，
• 当IsUnitVector返回True时，MagnitudeFactor的赋值将被跳过，并且它将是一个随机值(当前存在于该值)内存的地址)，这解释了为什么你会得到垃圾。编译器还会对此发出警告:变量 MagnitudeFactor 可能尚未初始化。

相反，我会重写例程如下:

function TVector3D.Normalise: TVector3D;
begin
  if not IsUnitVector then
  begin
    x := x / GetMagnitude;
    y := y / GetMagnitude;
    z := z / GetMagnitude;
  end;
  Result := Self;
end;