运算符重载导致不正确的结果[重复]

Question

我有一个 Vector3 类，它的 + 和 * 运算符重载如下：

Vector3& operator+ (Vector3& v1, Vector3& v2)
{
    Vector3 sum = Vector3(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z);
    static Vector3& ref = sum;
    return ref;
}

Vector3& operator* (Vector3& v1, double value)
{
    Vector3 product = Vector3(v1.x * value, v1.y * value, v1.z * value);
    static Vector3& ref = product;
    return ref;
}

Vector3& operator* (double value, Vector3& v1)
{
    Vector3 product = Vector3(v1.x * value, v1.y * value, v1.z * value);
    static Vector3& ref = product;
    return ref;
}

但是当计算 2 个向量 v1 和 v2 的线性组合时，我得到 2 个不同的结果，分别与一行进行：

#include <iostream>
#include "Vector3.h"
using namespace std;

int main()
{
    Vector3 v1 = Vector3(1.0, 2.0, 3.0);
    Vector3 v2 = Vector3(2, 2, 2);

    Vector3 v3 = v1 * -1;
    Vector3 v4 = v2 * 1.2;

    cout << v3 + v4 << endl;

    cout << (v1 * -1.0) + (v2 * 1.2) << endl;

    return 0;
}

输出：

(1.4, 0.4, -0.6)
(-2, -4, -6)

Answer 1

你的代码有undefined behavior，一切皆有可能。引用ref 和返回的引用引用了本地对象sum 和product，它们会在退出函数时被销毁，使返回的引用悬空。对它们的取消引用会导致 UB。

operator+ 和 operator* 应该按值返回。

Vector3 operator+ (const Vector3& v1, const Vector3& v2)
{
    return Vector3(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z);
}

Vector3 operator* (const Vector3& v1, double value)
{
    return Vector3(v1.x * value, v1.y * value, v1.z * value);
}

Vector3 operator* (double value, const Vector3& v1)
{
    return Vector3(v1.x * value, v1.y * value, v1.z * value);
    // or 
    // return v1 * value;
}

顺便说一句：我将Vector3 作为参考的运算符更改为const，它也适用于临时对象。