EN中文
开发者社区 > 程序

深入研究虚幻4反射系统实现原理（二）

发表于2016-07-29
评论0 1.94w浏览

上一篇文章中讲解了UE4中对类（UCLASS）的反射支持，这篇文章我们还是以实例的形式来讲解虚幻4对结构体（USTRUCT）以及枚举（UENUM）的支持。

结构体

首先让我们看一下测试结构体反射支持的代码，我们用USTRUCT声明了一个结构体，告诉虚幻4 要对这个类型支持反射类型，我们向其中添加了一个float类型的值来测试程序。

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
#pragma once
  
#include "ReflectionStructTest.generated.h"
  
USTRUCT(Blueprintable)
struct FReflectionTest
{
    GENERATED_USTRUCT_BODY()
  
    UPROPERTY(BlueprintReadWrite)
    float ReflectionValue;
};

　

生成的.generated.h文件

点击编译后，我们得到了.generated.h文件，这段代码就是GENERATED_USTRUCT_BODY()宏展开后对应的内容，代码比较简单，如下所示：

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
// Copyright 1998-2016 Epic Games, Inc. All Rights Reserved.
  
/*===========================================================================
  
    C++ class header boilerplate exported from UnrealHeaderTool.
  
    This is automatically generated by the tools.
  
    DO NOT modify this manually! Edit the corresponding .h files instead!
  
===========================================================================*/
  
#include "ObjectBase.h"
  
PRAGMA_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
#ifdef REFLECTIONSTUDY_ReflectionStructTest_generated_h
#error "ReflectionStructTest.generated.h already included, missing '#pragma once' in ReflectionStructTest.h"
#endif
  
#define REFLECTIONSTUDY_ReflectionStructTest_generated_h
  
#define ReflectionStudy_Source_ReflectionStudy_ReflectionStructTest_h_9_GENERATED_BODY
    friend REFLECTIONSTUDY_API class UScriptStruct* Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest();
    REFLECTIONSTUDY_API static class UScriptStruct* StaticStruct();
  
#undef CURRENT_FILE_ID
#define CURRENT_FILE_ID ReflectionStudy_Source_ReflectionStudy_ReflectionStructTest_h
PRAGMA_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS

它主要做了以下三件事情：

  • friend REFLECTIONSTUDY_API class UScriptStruct* Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest() 定义了一个友元函数，用于创建这个结构体的反射对象UScriptStruct
  • REFLECTIONSTUDY_API static class UScriptStruct* StaticStruct(); 定义了一个成员函数StaticStruct()，这样我们可以通过类来获取它的反射结构体。
  • #define CURRENT_FILE_ID ReflectionStudy_Source_ReflectionStudy_ReflectionStructTest_h 重新定义了CURRENT_FILE_ID 详细信息请参照开头提到的内容有对GENERATED_USTRUCT_BODY()的讲解

.generated.cpp中相关的内容

　　

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
    UScriptStruct* Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest()
    {
        UPackage* Outer = Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy();
        extern uint32 Get_Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest_CRC();
        static UScriptStruct* ReturnStruct = FindExistingStructIfHotReloadOrDynamic(Outer, TEXT("ReflectionTest"), sizeof(FReflectionTest), Get_Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest_CRC(), false);
        if (!ReturnStruct)
        {
            ReturnStruct = new(EC_InternalUseOnlyConstructor, Outer, TEXT("ReflectionTest"), RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative) UScriptStruct(FObjectInitializer(), NULL, new UScriptStruct::TCppStructOps, EStructFlags(0x00000001));
            UProperty* NewProp_ReflectionValue = new(EC_InternalUseOnlyConstructor, ReturnStruct, TEXT("ReflectionValue"), RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative) UFloatProperty(CPP_PROPERTY_BASE(ReflectionValue, FReflectionTest), 0x0010000000000004);
            ReturnStruct->StaticLink();
  
#if WITH_METADATA
            UMetaData* MetaData = ReturnStruct->GetOutermost()->GetMetaData();
            MetaData->SetValue(ReturnStruct, TEXT("BlueprintType"), TEXT("true"));
            MetaData->SetValue(ReturnStruct, TEXT("IsBlueprintBase"), TEXT("true"));
            MetaData->SetValue(ReturnStruct, TEXT("ModuleRelativePath"), TEXT("ReflectionStructTest.h"));
            MetaData->SetValue(NewProp_ReflectionValue, TEXT("Category"), TEXT("ReflectionTest"));
            MetaData->SetValue(NewProp_ReflectionValue, TEXT("ModuleRelativePath"), TEXT("ReflectionStructTest.h"));
#endif
        }
        return ReturnStruct;
    }
  
    uint32 Get_Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest_CRC() { return 486791486U; }

　　

从上面的代码中我们可以得知三点：
  • 创建UScriptStruct并添加到当前工程特定的package中
  • 创建我们上文中添加的ReflectionValue属性
  • 添加元数据，供编辑器使用，比如我们上面在USTRUCT中指定的BlueprintType
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
class UScriptStruct* FReflectionTest::StaticStruct()
{
  
    extern REFLECTIONSTUDY_API class UPackage* Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy();
    static class UScriptStruct* Singleton = NULL;
    if (!Singleton)
    {
        extern REFLECTIONSTUDY_API class UScriptStruct* Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest();
        extern REFLECTIONSTUDY_API uint32 Get_Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest_CRC();
        Singleton = GetStaticStruct(Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest, Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy(), TEXT("ReflectionTest"), sizeof(FReflectionTest), Get_Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest_CRC());
    }
    return Singleton;
}
  
static FCompiledInDeferStruct Z_CompiledInDeferStruct_UScriptStruct_FReflectionTest(FReflectionTest::StaticStruct, TEXT("/Script/ReflectionStudy"), TEXT("ReflectionTest"), false, nullptr, nullptr);

 　　

上面的代码主要做了两件事情：

  • StaticStruct()判断Singleton是否为空，如果为空，那么就调用GetStaticStruct()，面GetStaticStruct()就是调用了Z_Construct_UScriptStruct_FReflectionTest()函数。
?
1
2
3
4
class UScriptStruct *GetStaticStruct(class UScriptStruct *(*InRegister)(), UObject* StructOuter, const TCHAR* StructName, SIZE_T Size, uint32 Crc)
{
    return (*InRegister)();
}

　　

  • 定义了一个静态全局变量，用于注册到一个列表中，在引擎初始化的时候调用StaticStruct()方法。
?
1
2
3
4
5
6
7
static struct FScriptStruct_ReflectionStudy_StaticRegisterNativesFReflectionTest
{
    FScriptStruct_ReflectionStudy_StaticRegisterNativesFReflectionTest()
    {
        UScriptStruct::DeferCppStructOps(FName(TEXT("ReflectionTest")),new UScriptStruct::TCppStructOps);
    }
} ScriptStruct_ReflectionStudy_StaticRegisterNativesFReflectionTest;

  • 定义一个静态变量用于存储一个CppStructOps（主要用来 动态获取结构体的构造和析造函数） ，用于在程序中使用。

    枚举

    接下来我们来看下枚举的实现方式，测试代码如下所示：

?
1
2
3
4
5
6
UENUM(BlueprintType)
enum class EReflectionTest : uint8
{
    E0,
    E1
};

生成的.generated.h文件

编译代码，我们在.generated.h文件中会得到如下代码，它仅仅定义了一个FOREACH_ENUM_EREFLECTIONTEST的宏。

?
1
2
3
#define FOREACH_ENUM_EREFLECTIONTEST(op)
    op(EReflectionTest::E0)
    op(EReflectionTest::E1)

.generated.cpp中相关代码

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
   UEnum* Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest()
    {
        UPackage* Outer=Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy();
        extern uint32 Get_Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest_CRC();
        static UEnum* ReturnEnum = FindExistingEnumIfHotReloadOrDynamic(Outer, TEXT("EReflectionTest"), 0, Get_Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest_CRC(), false);
        if (!ReturnEnum)
        {
            ReturnEnum = new(EC_InternalUseOnlyConstructor, Outer, TEXT("EReflectionTest"), RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative) UEnum(FObjectInitializer());
            TArray EnumNames;
            EnumNames.Add(TPairInitializer(FName(TEXT("EReflectionTest::E0")), 0));
            EnumNames.Add(TPairInitializer(FName(TEXT("EReflectionTest::E1")), 1));
            EnumNames.Add(TPairInitializer(FName(TEXT("EReflectionTest::EReflectionTest_MAX")), 2));
            ReturnEnum->SetEnums(EnumNames, UEnum::ECppForm::EnumClass);
            ReturnEnum->CppType = TEXT("EReflectionTest");
#if WITH_METADATA
            UMetaData* MetaData = ReturnEnum->GetOutermost()->GetMetaData();
            MetaData->SetValue(ReturnEnum, TEXT("BlueprintType"), TEXT("true"));
            MetaData->SetValue(ReturnEnum, TEXT("ModuleRelativePath"), TEXT("ReflectionStructTest.h"));
#endif
        }
        return ReturnEnum;
    }
  
    uint32 Get_Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest_CRC() { return 1111016117U; }

上面代码的主要作用就是：

  • 查看反射的UEnum有没有生成，如果没有生成，那么会new一个UEnum并且将我们定义的E0,E1,两个枚举添加进来，而且默认都会添加一个 '枚举名+_Max'的一个枚举值
  • 注册编辑器需要的元数据，比如我们在UENUM()中添加的BlueprintType
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
static class UEnum* EReflectionTest_StaticEnum()
{
    extern REFLECTIONSTUDY_API class UPackage* Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy();
    static class UEnum* Singleton = NULL;
    if (!Singleton)
    {
        extern REFLECTIONSTUDY_API class UEnum* Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest();
        Singleton = GetStaticEnum(Z_Construct_UEnum_ReflectionStudy_EReflectionTest, Z_Construct_UPackage__Script_ReflectionStudy(), TEXT("EReflectionTest"));
    }
    return Singleton;
}
  
static FCompiledInDeferEnum Z_CompiledInDeferEnum_UEnum_EReflectionTest(EReflectionTest_StaticEnum, TEXT("/Script/ReflectionStudy"), TEXT("EReflectionTest"), false, nullptr, nullptr);

这个代码跟上面结构的比较相似，也是主要做了两件事情：

  • EReflectionTest_StaticEnum()判断Singleton是不是为空，如果为空那么通过GetStaticEnum来创建或返回UEnum对象，具体可参考GetStaticEnum实现。
  • 向一个列表中注册EReflectionTest_StaticEnum()函数，用于在引擎启动的时候调用。

到这里关于虚幻4中怎样对类、结构体、函数、属性、变量支持反射有了一个简单的了解，相信读者你也有了一定的认识。但是具体怎么注册到引擎的初始化列表，以及是如何调用的，我们这里并没有展开来讲，限于篇幅问题，我们下一篇文章再来讲解着方面的内容，当然如果可以我也会把在C++中支持反射类型的几种方式也介绍一下。

作者： 风恋残雪

出处： http://www.cnblogs.com/ghl_carmack

关于作者：专注游戏引擎，关注VR，对操作系统、编译原理有深厚兴趣！

本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出, 原文链接，否则保留追究法律责任的权利。

如社区发表内容存在侵权行为，您可以点击这里查看侵权投诉指引

标签：

游戏开发虚幻引擎List游戏视觉UE4游戏引擎