[Unity] 関数は呼ばれているが値が代入されていない

Question

実現したいこと

Glicko2 Rating Systemを実装しようとプログラムを組む過程で、値の2乗が様々なところで必要になったため、
Pow2という、各値の2乗を格納するための構造体を作って
private Pow2 power = new Pow2();
と宣言しました。

以降power.v2のように値を取り出せるようにし、
最後の方に記述してあるupDatePow2()関数を呼び出すことで計算に必要なdeltaやfaiといったfloat型の変数を二乗した値を格納する機能をもたせました。

発生している問題・分からないこと

コードが長いので中略していますが、upDatePow2を他の関数内(自作、Start()などなど)でも呼び出したのですが値が代入されていませんでした。

インスペクターで監視していましたがずっと0のままでした。

エラーメッセージ

----------------

該当のソースコード

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;

public class Glicko2Rating : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float TAU = 0.5f; //レーティング変動率
    [SerializeField] private int INITIAL_RATE = 1500;
    [SerializeField] private int MAX_RD = 350;
    [SerializeField] private int MIN_RD = 50;
    private const float CONST = 173.7178f;

    [System.Serializable]
    public struct Rating
    {
        public float rate; //現在のレート
        public float RD; //レーティング偏差
    }

    /// <summary>
    /// 2乗の値を格納
    /// </summary>
    [System.Serializable]
    public struct Pow2
    {
        public float d2; //delta
        public float f2; //fai
        public float t2; //TAU
        public float v2; //Vol
        public float v22; //vol2
    }

    [SerializeField] private Pow2 power = new Pow2();

    public float Vol, vol2; //volatility
    public Rating pG = new Rating(); //player grade
    public Rating[] eG; //enemy grade
    public int[] vicDef; //win = 1 / lose = 0

    //計算用
    [SerializeField] private float mue, fai, delta, v, a;
    private float ipu = 0.000001f;

///~~~中略~~~///

    private void upDatePow2(Pow2 p)
    {
        p.d2 = Mathf.Pow(delta, 2);
        p.f2 = Mathf.Pow(fai, 2);
        p.t2 = Mathf.Pow(TAU, 2);
        p.v2 = Mathf.Pow(Vol, 2);
        p.v22 = Mathf.Pow(vol2, 2);

        //Debug.Log("updated pow2");
    }
}

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;

public class Glicko2Rating : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float TAU = 0.5f; //レーティング変動率
    [SerializeField] private int INITIAL_RATE = 1500;
    [SerializeField] private int MAX_RD = 350;
    [SerializeField] private int MIN_RD = 50;
    private const float CONST = 173.7178f;

    [System.Serializable]
    public struct Rating
    {
        public float rate; //現在のレート
        public float RD; //レーティング偏差
    }

    /// <summary>
    /// 2乗の値を格納
    /// </summary>
    [System.Serializable]
    public struct Pow2
    {
        public float d2; //delta
        public float f2; //fai
        public float t2; //TAU
        public float v2; //Vol
        public float v22; //vol2
    }

    [SerializeField] private Pow2 power = new Pow2();

    public float Vol, vol2; //volatility
    public Rating pG = new Rating(); //player grade
    public Rating[] eG; //enemy grade
    public int[] vicDef; //win = 1 / lose = 0

    //計算用
    [SerializeField] private float mue, fai, delta, v, a;
    private float ipu = 0.000001f;

    private void Start()
    {
        upDatePow2(power);

        //スケール変換
        mue = ConvertRateScale(pG.rate, true);
        fai = ConvertRDScale(pG.RD, true);

        Debug.Log("μ = " + mue);
        Debug.Log("φ = " + fai);

        //敵のスケール変換
        for (int i = 0; i < eG.Length; i++)
        {
            eG[i].rate = ConvertRateScale(eG[i].rate, true);
            eG[i].RD = ConvertRDScale(eG[i].RD, true);
        }

        ///Test用
        CalculateV();
        CalculateDelta();
        upDateSigma();
        upDateRating();
    }


    private float ConvertRateScale(float r, bool b)
    {
        //trueで変換 falseで復元
        float i;
        if (b) i = (r - INITIAL_RATE) / CONST;
        else i = CONST * r + INITIAL_RATE;

        return i;
    }

    private float ConvertRDScale(float rd, bool b)
    {
        //trueで変換 falseで復元
        float i;
        if (b) i = rd / CONST;
        else i = CONST * rd;

        return i;
    }

    private float Gfai(float f)
    {
        float i = Mathf.Sqrt(1 + 3 * (f * f) / 9.8696044f);
        return (1/i);
    }

    private float E(float m, float mj, float fj)
    {
        float i = 1 + Mathf.Exp(-1 * Gfai(fj) * (m - mj));
        return (1/i);
    }

    private float F(float x)
    {
        upDatePow2(power);
        float e = Mathf.Exp(x);

        float o = e * (power.d2 - power.f2 - v - e);
        float p = 2 * Mathf.Pow((power.f2 + v + e), 2);
        float q = (x - a) /  power.t2;

        return (o / p) - q;
    }

    private void CalculateV()
    {
        v = 0;

        for (int i = 0; i < eG.Length; i++)
        {
            float g = Mathf.Pow(Gfai(eG[i].RD), 2);
            float e = E(mue, eG[i].rate, eG[i].RD);

            v += g * e * (1 - e);
        }

        v = 1 / v;
        Debug.Log("v = " + v);
    }

    private void CalculateDelta()
    {
        delta = 0;

        for (int i = 0; i < eG.Length; i++)
        {
            delta += Gfai(eG[i].RD) * (vicDef[i] - E(mue, eG[i].rate, eG[i].RD));
        }

        delta *= v;
        Debug.Log("Δ = " + delta);
    }

    private void upDateSigma()
    {
        float A = a; //log(Vol^2)
        upDatePow2(power);

        float B, C, fa, fb, fc;

        if(power.d2 > (power.f2 + v))
        {
            B = Mathf.Log(power.d2 - power.f2 - v);
        }
        else
        {
            int k = 1;
            while(F(a - k*TAU) < 0)
            {
                k = k + 1;
            }

            B = a - k*TAU;
        }

        fa = F(A);
        fb = F(B);

        while(Mathf.Abs(B - A) > ipu)
        {
            C = A + (A - B) * fa / (fb - fa);
            fc = F(C);

            if(fc*fb < 0)
            {
                A = B;
                fa = fb;
            }
            else fa /= 2;

            B = C;
            fb = fc;
        }

        vol2 = Mathf.Exp(A / 2);
    }

    private void upDateRating()
    {
        upDatePow2(power);

        Debug.Log("v22 = " + power.v22 + ", f2 = " + power.f2);

        float faia = Mathf.Sqrt(power.f2 + power.v22);
        float faid = 1 / Mathf.Sqrt((1 / Mathf.Pow(faia, 2)) + (1 / v));
        Debug.Log("φ' = " + faid);
        Debug.Log("φ* = " + faia);

        float mue2 = 0;
        for(int i = 0; i < eG.Length; i++)
        {
            float g = Gfai(eG[i].RD);
            float e = E(mue, eG[i].rate, eG[i].RD);

            mue2 += g * (vicDef[i] - e);

            //Debug.Log("μ' = " + mue2);
        }
        mue2 *= Mathf.Pow(faid, 2);
        mue2 += mue;

        Debug.Log("μ' = " + mue2);

        pG.rate = ConvertRateScale(mue2, false);
        pG.RD = ConvertRDScale(faid, false);
    }

    private void upDatePow2(Pow2 p)
    {
        p.d2 = Mathf.Pow(delta, 2);
        p.f2 = Mathf.Pow(fai, 2);
        p.t2 = Mathf.Pow(TAU, 2);
        p.v2 = Mathf.Pow(Vol, 2);
        p.v22 = Mathf.Pow(vol2, 2);

        //Debug.Log("updated pow2");
    }
}

試したこと・調べたこと

• teratailやGoogle等で検索した
• ソースコードを自分なりに変更した
• 知人に聞いた
• その他

上記の詳細・結果

http://www.glicko.net/glicko/glicko2.pdf

この論文に記載のある計算例と、数式をそのままプログラムにしています。

プログラムが長いので省略版と、完全版を乗せておきます。

補足

特になし

Comments

[YAmaGNZ]

的外れのコメントでした。

Answer 1

Pow2を構造体として定義しているため、関数の引数とした場合に値渡しとなり

    private void test()
    {
        Pow2 a;
        upDatePow2(a);
    }
    private void upDatePow2(Pow2 p)
    {
        p.d2 = Mathf.Pow(delta, 2);
        p.f2 = Mathf.Pow(fai, 2);
        p.t2 = Mathf.Pow(TAU, 2);
        p.v2 = Mathf.Pow(Vol, 2);
        p.v22 = Mathf.Pow(vol2, 2);
    }

としたときのtest関数で定義したaとupDatePow2関数で受け取ったpは別物となりpの値を更新してもaの値は更新されません。

    private void test()
    {
        Pow2 a;
        upDatePow2(ref a);
    }
    private void upDatePow2(ref Pow2 p)
    {
        p.d2 = Mathf.Pow(delta, 2);
        p.f2 = Mathf.Pow(fai, 2);
        p.t2 = Mathf.Pow(TAU, 2);
        p.v2 = Mathf.Pow(Vol, 2);
        p.v22 = Mathf.Pow(vol2, 2);
    }

といった感じでrefを付けて参照渡しにすればいいと思いますがPow2構造体に計算メソッドを用意したほうがいいような気もします。

ただ計算時に2乗の値が欲しいだけであれば

    private float deltaPow2 { get {  return Mathf.Pow(delta, 2);} }

といった感じで2乗した値を返すプロパティを用意してもいいような気もします。

Comments

[Apple_Candy]

具体的にありがとうございました！！
原因も解決方法も見通しが立ちました。

Answer 2

Pow2は構造体（struct）になっています。
C#の場合、構造体は値型として（つまりintなどと同じように）扱われます。
そのため、upDatePow2(Pow2 p)の中でpをいくら変更しようが、その変更は呼び出し元の変数に反映されません。
これは、int型の引数を思い浮かべれば分かると思います。

修正方法としては以下が考えられます。

• Pow2をclassに変更する（classは参照型なので、変更が反映されるようになる）
• upDatePow2で変更したPow2（p）を返すように変更し、それを元の変数に代入する
• upDatePow2の引数pにoutキーワードを付ける

Comments

[Apple_Candy]

なるほど、原因がわかりました。ありがとうございます！！