UE4中C++编程 III

之前说过，UE4对C++进行了扩展增强，使其便于游戏开发。下面就简要介绍增加的特性。

---

反射系统（Unreal Reflection System）

内置的逻辑类利用了特殊的标记，所以先概览一下Unreal的原型系统。UE4自己实现了一套反射系统，动态支持诸如垃圾回收、序列化、网络复制、Blueprint/C++通讯等特性。这些特性是可选的，意味着你必须先给你的类型加上标记才能使用，不然Unreal不会给它们生成反射数据。下面列了几个基本的标记：

• UCLASS() － 为class生成反射数据。该类必须是派生于UObject。
• USTRUCT() － 为struct生成反射数据。
• GENERATED_BODY() － UE4会在此换成为该类型生成的模版代码。
• UPROPERTY() － 让UCLASS/USTRUCT中的成员变量作为UPROPERTY。UPROPERTY可让变量用于复制、序列化并从Blueprint中可访问，同时受垃圾回收器追踪。
• UFUNCTION() － 让UCLASS/USTRUCT中的成员方法作为UFUNCTION。UFUNCTION可让方法从Blueprint中调用，用作RPCs等等。

举个代码示例：

#include "MyObject.generated.h"UCLASS(Blueprintable)class UMyObject : public UObject{    GENERATED_BODY()public:    MyUObject();    UPROPERTY(BlueprintReadOnly, EditAnywhere)    float ExampleProperty;    UFUNCTION(BlueprintCallable)    void ExampleFunction();};

先注意头文件"MyObject.generated.h"，Unreal生成的所有反射数据都在此文件里。需要把该文件包括在头文件列表最末。

标记里带有说明符，用于明确指定类型的行为。

• Blueprintable － 该类暴露给 Blueprint
• BlueprintReadOnly － 该属性在Blueprint中只读不可写
• Category － 确定该属性在编辑器的详细面板中显示在哪个分类下，方便管理
• BlueprintCallable － Blueprint中可调用该函数

引擎里说明符非常多，分类查阅参考：

• UCLASS说明符
• UPROPERTY说明符
• UFUNCTION说明符
• USTRUCT说明符

至于反射系统更详细的解读，比如其实现原理之类的，参阅官方博客

---

Object/Actor 迭代器

object迭代器用于遍历一个UObject类型的所有实例（子类）时还是很方便有用的。

// Will find ALL current UObjects instancesfor (TObjectIterator<UObject> It; It; ++It){    UObject* CurrentObject = *It;    UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Found UObject named: %s"), *CurrentObject.GetName());}

给迭代器提供范围时，注意该类型需要派生自UObject，假设你有个派生于UObject的类叫UMyClass，使用迭代器，可以遍历其所有实例（与子类）：

for (TObjectIterator<UMyClass> It; It; ++It){    // ...}

actor迭代器用法和object迭代器一样，但只能用于派生自AActor的对象。返回的只有当前游戏实例中使用的对象。所以，使用actor迭代器时，需要提供一个UWorld实例。大部分UObject类比如APlayerController都提供GetWorld方法来方便获取。如果不确定，还可以先用ImplementsGetWorld方法检查一下该UObject对象是否实现了GetWorld方法。

APlayerController* MyPC = GetMyPlayerControllerFromSomewhere();UWorld* World = MyPC->GetWorld();// Like object iterators, you can provide a specific class to get only objects that are// or derive from that classfor (TActorIterator<AEnemy> It(World); It; ++It){    // ...}

---

内存管理与垃圾回收

介绍点UE4中基本的内存管理机制和垃圾回收系统。

UObjects与垃圾回收

UE4使用反射系统实现垃圾回收系统。受助于垃圾回收，你不再手动管理删除各类UObject，只需维持他们的合法引用即可。只有派生自UObject的类才能利用垃圾回收系统。

UCLASS()class MyGCType : public UObject{    GENERATED_BODY()};

在垃圾回收器中，有个叫根集合的概念。根集合中包含一系列回收器永远不会回收的对象。只要某个子对象能通过引用路径上溯到根集合中的对象，则该子对象也不会被回收。反之，该子对象处于不可及的状态，将会在下一个垃圾回收周期中被回收（删除）。垃圾回收器会在固定间隔内运行一次。

何为“引用”计数？就是任何UObject指针必须存储在UPROPERTY中。举个简单的例子。

void CreateDoomedObject(){    MyGCType* DoomedObject = NewObject<MyGCType>();}

当调用上述函数时，新建了一个UObject，但我们并没有将其指针存储在某个UPROPERTY中，意味着该对象不属于根集合。最终，垃圾回收器将检测到该对象不可及并销毁它。

---

Actors与垃圾回收

actor不完全受垃圾回收控制。播种（spawn）出来的actor必须手动调用其Destroy()函数。调用之后也不会立即删除，而是在下一个垃圾回收阶段进行清理。

下面列一个常见的情况，actor拥有部分UObject属性。

UCLASS()class AMyActor : public AActor{    GENERATED_BODY()public:    UPROPERTY()    MyGCType* SafeObject;    MyGCType* DoomedObject;    AMyActor(const FObjectInitializer& ObjectInitializer)        : Super(ObjectInitializer)    {        SafeObject = NewObject<MyGCType>();        DoomedObject = NewObject<MyGCType>();    }};void SpawnMyActor(UWorld* World, FVector Location, FRotator Rotation){    World->SpawnActor<AMyActor>(Location, Rotation);}

调用上述函数，将在游戏世界诞生一个actor。该actor构造函数中会创建两个对象。一个分配了UPROPERTY，另一个没有。由于actor会自动加入根集合，SafeObject因为可以关联到根集合，将不被当作垃圾而回收；而DoomedObject就不行。我们没有用UPROPERTY标记它（DoomedObject），垃圾回收器不知道它被引用，于是销毁该对象。

当某个UObject回收后，所有引用该对象的UPROPERTY会置空（nullptr）。这样可以安全检测某对象是否已被回收。

if (MyActor->SafeObject != nullptr){    // Use SafeObject}

特别注意前面一段提醒：actor调用Destroy()函数后不会立即清除，而是在下一次垃圾回收器工作时才清理。可以使用IsPendingKill()函数来检测某对象是否处于等待清理的状态。函数返回true的话，就不要使用它了。

---

UStructs

UStruct可以看成轻量级UObject，但不受垃圾回收管理。如果要使用动态UStruct实例，最好利用智能指针。

---

非UObject引用

一般来说，非UObject对象可以添加一个引用来阻止被垃圾回收掉。前提是，你的类要继承自FGCObject并重载AddReferencedObjects。

class FMyNormalClass : public FGCObject{public:    UObject* SafeObject;    FMyNormalClass(UObject* Object)        : SafeObject(Object)    {    }    void AddReferencedObjects(FReferenceCollector& Collector) override    {        Collector.AddReferencedObject(SafeObject);    }};

使用FReferenceCollector手动添加一条对UObject的引用以拒绝垃圾回收。当该对象被删除，调用析构函数时，对象会自动清理身上所有的引用。

---

总结

• UE4的反射系统实现原理暂且不表，使用方式还是简洁明了的。简单加上宏标记即可。
• 通过反射系统，C++、编辑器、Blueprint之间协同工作。
• 内置object迭代器（TObjectIterator）和actor迭代器（TActorIterator），用来遍历对象很方便。
• 派生自UObject的类自动支持垃圾回收；非UObject类可通过其它方式避免被回收；UStruct不支持垃圾回收，其他与UObject无二。
• 垃圾回收机制是简单的标记－清除模式，以根集合为起点，遍历所有对象，不能达到（没标记）的就回收掉。（和Lua的垃圾回收机制很像。）