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feat: 添加 GENERATED_BODY 的解释

NiceTry12138 6 달 전
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      UE5/UClass/README.md

+ 285 - 0
UE5/UClass/README.md

@@ -1,3 +1,288 @@
 # UObject & UClass
 
+## generated.h 和 GENERATED_BODY
+
+在解释 `UClass` 之前,需要先说明 `GENERATED_BODY` 
+
+```cpp
+UCLASS()
+class LYRAGAME_API ALyraPawn : public APawn
+{
+	GENERATED_BODY()
+private:
+    UFUNCTION()
+    void OnControllerChangedTeam(UObject* TeamAgent, int32 OldTeam, int32 NewTeam);
+
+private:
+	UPROPERTY(ReplicatedUsing = OnRep_MyTeamID)
+	FGenericTeamId MyTeamID;
+
+	UPROPERTY()
+	FOnLyraTeamIndexChangedDelegate OnTeamChangedDelegate;
+
+private:
+	UFUNCTION()
+	void OnRep_MyTeamID(FGenericTeamId OldTeamID);
+}
+```
+
+以上述代码为例,在类中使用了 `GENERATED_BODY`,至于 `GENERATED_BODY` 宏定义代码如下
+
+```cpp
+#define BODY_MACRO_COMBINE_INNER(A,B,C,D) A##B##C##D
+#define BODY_MACRO_COMBINE(A,B,C,D) BODY_MACRO_COMBINE_INNER(A,B,C,D)
+
+#define GENERATED_BODY_LEGACY(...) BODY_MACRO_COMBINE(CURRENT_FILE_ID,_,__LINE__,_GENERATED_BODY_LEGACY);
+#define GENERATED_BODY(...) BODY_MACRO_COMBINE(CURRENT_FILE_ID,_,__LINE__,_GENERATED_BODY);
+```
+
+根据上面宏定义代码,可以得到 `GENERATED_BODY()` 本质就是拼接 `CURRENT_FILE_ID` + `_` + `__LINE__` + `_GENERATED_BODY`
+
+什么是 `CURRENT_FILE_ID` ?
+
+这段代码需要到对应的 `generate.h` 文件中去看
+
+```cpp
+#undef CURRENT_FILE_ID
+#define CURRENT_FILE_ID FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h
+```
+
+刚好每个类对应的 `generated.h` 文件中都定义了各自的 `CURRENT_FILE_ID`  
+
+假设当前 `GENERATED_BODY()` 被定义在地 20 行,也就是说 `__LINE__` 对应的值是 20
+
+最后 `GENERATED_BODY()` 得到的内容就是 `FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_GENERATED_BODY`
+
+拿着最后得到的这个字符串,可以在 `generated.h` 文件中找到对应的宏定义
+
+```cpp
+#define FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_17_PROLOG
+#define FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_GENERATED_BODY \
+PRAGMA_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS \
+public: \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_SPARSE_DATA \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_SPARSE_DATA_PROPERTY_ACCESSORS \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_EDITOR_ONLY_SPARSE_DATA_PROPERTY_ACCESSORS \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_RPC_WRAPPERS_NO_PURE_DECLS \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_ACCESSORS \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_INCLASS_NO_PURE_DECLS \
+	FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_ENHANCED_CONSTRUCTORS \
+private: \
+PRAGMA_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
+```
+
+查找 `FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_GENERATED_BODY` 所包含的全部宏定义
+
+比如 `FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_ENHANCED_CONSTRUCTORS` 宏
+
+该宏定义了,`ALyraPawn` 的 **移动构造** 、**拷贝构造**、**析构虚函数**,以及从 `FVTableHelper` 构造的函数
+
+比如 `FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_INCLASS_NO_PURE_DECLS` 宏
+
+该宏 使用 `DECLARE_SERIALIZER` 定义序列化函数,使用了 `DECLARE_CLASS` 定义了各种工具函数
+
+这里详细看下 `DECLARE_CLASS` 宏,它定义了许多函数,收集了一些信息
+
+```cpp
+#define DECLARE_CLASS( TClass, TSuperClass, TStaticFlags, TStaticCastFlags, TPackage, TRequiredAPI  )
+```
+
+| `DECLARE_CLASS` 传入参数 | 作用 |
+| --- | --- |
+| TClass | 当前类名 |
+| TSuperClass | 父类名称 |
+| TStaticFlags |  |
+| TStaticCastFlags |  |
+| TPackage | 所属 Package 名称 |
+| TRequiredAPI | 编译宏 |
+
+`DECLARE_CLASS` 定义了一些函数
+
+| `DECLARE_CLASS` 定义的函数 | 作用 |
+| --- | --- |
+| TClass& operator=(TClass&&) | 移动赋值 |
+| TClass& operator=(const TClass&); | 拷贝赋值 |
+| typedef TSuperClass Super | 定义父类为 Super,这也是为什么可以直接用 `Super` 调用父类函数的原因 |
+| typedef TClass ThisClass; | 定义 `ThisClass` |
+| inline static UClass* StaticClass() | 定义 `StaticClass` 获取静态数据信息 |
+| inline static const TCHAR* StaticPackage() | 获取 `Package` 信息 |
+| inline void* operator new | 创建该类对象的方法,用虚幻提供方式来创建对象,方便内存管理 |
+| inline void operator delete | 销毁对象 |
+
+由于 `GENERATED_BODY()` 定义在类中,宏扩展之后,`FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_GENERATED_BODY` 扩展出来的所有**函数**、**属性**、**类中类**都会被定义在 `ALyraPawn` 中
+
+所以可以在编写代码的时候,可以很方便的使用 `Super::xxx()` 来调用父类函数,也可以使用 `T::StaticClass` 来获取静态类信息
+
+`FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_INCLASS_NO_PURE_DECLS` 宏除了定义了 `DECLARE_CLASS` 和 `DECLARE_SERIALIZER` 之外,还定义了友元结构体 `Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics`
+
+`Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics` 的具体实现在对应的 `gen.cpp` 文件中
+
+以 `ALyraPawn::MyTeamID` 属性为例
+
+在 `Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics` 结构体中定义了与 `MyTeamID` 关联的属性
+
+```cpp
+#if WITH_METADATA
+static const UECodeGen_Private::FMetaDataPairParam NewProp_MyTeamID_MetaData[];
+#endif
+static const UECodeGen_Private::FStructPropertyParams NewProp_MyTeamID;
+```
+
+它们的初始化也直接定义在 `gen.cpp` 文件中
+
+```cpp
+#if WITH_METADATA
+const UECodeGen_Private::FMetaDataPairParam Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID_MetaData[] = {
+    { "ModuleRelativePath", "Character/LyraPawn.h" },
+};
+#endif
+const UECodeGen_Private::FStructPropertyParams Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID = { "MyTeamID", "OnRep_MyTeamID", (EPropertyFlags)0x0040000100000020, UECodeGen_Private::EPropertyGenFlags::Struct, RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative, nullptr, nullptr, 1, STRUCT_OFFSET(ALyraPawn, MyTeamID), Z_Construct_UScriptStruct_FGenericTeamId, METADATA_PARAMS(UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID_MetaData), Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID_MetaData) }; // 3104706936
+```
+
+以 `NewProp_MyTeamID` 为例,它的类型是 `FStructPropertyParams` ,收集了各种信息
+
+```cpp
+struct FStructPropertyParams // : FPropertyParamsBaseWithOffset
+{
+    const char*      NameUTF8;
+    const char*         RepNotifyFuncUTF8;
+    EPropertyFlags      PropertyFlags;
+    EPropertyGenFlags   Flags;
+    EObjectFlags     ObjectFlags;
+    SetterFuncPtr  SetterFunc;
+    GetterFuncPtr  GetterFunc;
+    uint16           ArrayDim;
+    uint16           Offset;
+    UScriptStruct* (*ScriptStructFunc)();
+#if WITH_METADATA
+    uint16                              NumMetaData;
+    const FMetaDataPairParam*           MetaDataArray;
+#endif
+};
+```
+
+| FStructPropertyParams 属性 | 作用 | 例子 |
+| --- | --- | --- | 
+| NameUTF8 | 属性名称 | "MyTeamID" |
+| RepNotifyFuncUTF8 | 值在服务器上变化时调用的回调函数名称 | "OnRep_MyTeamID" |
+| PropertyFlags | 属性枚举,比如 BlueprintCallable 等,可以用于运行时判断或者筛查,具体数值查看 `EPropertyFlags` 定义 | (EPropertyFlags)0x0040000100000020 |
+| Flags | 数据类型枚举,比如 Byte、Int8、Float 等,具体数值查看 `EPropertyGenFlags` 枚举 | UECodeGen_Private::EPropertyGenFlags::Struct |
+| ObjectFlags |  |  |
+| SetterFunc | 修改属性时调用函数 | 可以为 nullptr |
+| GetterFunc | 获取属性时调用函数 | 可以为 nullptr |
+| ArrayDim |  |  |
+| Offset | 属性在类对象上的内存偏移,可以基于内存和属性所占内存大小,直接获取对应内存块 | STRUCT_OFFSET(ALyraPawn, MyTeamID) |
+| ScriptStructFunc |  |  |
+| NumMetaData | 属性对应的 MeatData 数组长度 | UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID_MetaData) |
+| MetaDataArray | 属性对应的 MetaData 数组 | Z_Construct_UClass_ALyraPawn_Statics::NewProp_MyTeamID_MetaData |
+
+上面这些数据信息都是有 `UHT` 在编译代码之前收集信息,并生成对应的代码
+
+
+
+## UClass
+
+### T::StaticClass
+
+关于 `UClass` 常用的两个函数 `GetClass` 和 `T::StaticClass`
+
+关于 `T::StaticClass` 并没有定义在基类中,而是在 `generated.h` 中
+
+在 `generated.h` 文件中,有一个名为 `DECLARE_CLASS` 的宏,这个宏中定义了 `StaticClass` 函数
+
+```cpp
+inline static UClass* StaticClass() \
+{ \
+    return GetPrivateStaticClass(); \
+} \
+```
+
+除了 `DECLARE_CLASS` 宏中定义了之外,在 `generated.h` 文件中还直接定义了一个**特化模板函数**
+
+```cpp
+template<> LYRAGAME_API UClass* StaticClass<class ALyraPawn>();
+```
+
+这个模板函数的实现在 `gen.cpp` 文件中,本质上还是在调用 `DECLARE_CLASS` 中定义的 `StaticClass`
+
+```cpp
+template<> LYRAGAME_API UClass* StaticClass<ALyraPawn>()
+{
+    return ALyraPawn::StaticClass();
+}
+```
+
+在 `gen.cpp` 文件中存在一个与 `DECLARE_CLASS` 对应的宏 `IMPLEMENT_CLASS`,不一定是 `IMPLEMENT_CLASS` 也可能是 `IMPLEMENT_CLASS_NO_AUTO_REGISTRATION`
+
+该宏实现了 `GetPrivateStaticClass` 函数,顺便定义了一个 `FClassRegistrationInfo` 的对象 `Z_Registration_Info_UClass_##TClass`,以 `ALyraPawn` 为例,定义的就是 `Z_Registration_Info_UClass_ALyraPawn` 对象
+
+```cpp
+#define IMPLEMENT_CLASS_NO_AUTO_REGISTRATION(TClass) \
+FClassRegistrationInfo Z_Registration_Info_UClass_##TClass; \
+UClass* TClass::GetPrivateStaticClass() \
+{ \
+    if (!Z_Registration_Info_UClass_##TClass.InnerSingleton) \
+    { \
+        /* this could be handled with templates, but we want it external to avoid code bloat */ \
+        GetPrivateStaticClassBody( \
+            StaticPackage(), \
+            (TCHAR*)TEXT(#TClass) + 1 + ((StaticClassFlags & CLASS_Deprecated) ? 11 : 0), \
+            Z_Registration_Info_UClass_##TClass.InnerSingleton, \
+            StaticRegisterNatives##TClass, \
+            sizeof(TClass), \
+            alignof(TClass), \
+            TClass::StaticClassFlags, \
+            TClass::StaticClassCastFlags(), \
+            TClass::StaticConfigName(), \
+            (UClass::ClassConstructorType)InternalConstructor<TClass>, \
+            (UClass::ClassVTableHelperCtorCallerType)InternalVTableHelperCtorCaller<TClass>, \
+            UOBJECT_CPPCLASS_STATICFUNCTIONS_FORCLASS(TClass), \
+            &TClass::Super::StaticClass, \
+            &TClass::WithinClass::StaticClass \
+        ); \
+    } \
+    return Z_Registration_Info_UClass_##TClass.InnerSingleton; \
+}
+```
+
+`InternalConstructor` 和 `InternalVTableHelperCtorCaller` 两个函数是全局函数
+
+```cpp
+template<class T>
+void InternalConstructor( const FObjectInitializer& X )
+{ 
+	T::__DefaultConstructor(X);
+}
+
+template<class T>
+UObject* InternalVTableHelperCtorCaller(FVTableHelper& Helper)
+{
+	return T::__VTableCtorCaller(Helper);
+}
+```
+
+而这两个函数已经在 `generated.h` 中的用于定义构造相关的宏 `FID_Lyra_Source_LyraGame_Character_LyraPawn_h_20_ENHANCED_CONSTRUCTORS` 中定义
+
+```cpp
+public: \
+	DECLARE_VTABLE_PTR_HELPER_CTOR(NO_API, ALyraPawn); \
+	DEFINE_VTABLE_PTR_HELPER_CTOR_CALLER(ALyraPawn); \
+	DEFINE_DEFAULT_OBJECT_INITIALIZER_CONSTRUCTOR_CALL(ALyraPawn) \
+```
+
+注意 `GetPrivateStaticClassBody` 中 `InternalConstructor` 和 `InternalVTableHelperCtorCaller` 是函数指针
+
+返回的是类型系统构建时针对 `ALyraPawn` 类生成的类型对象,它是静态的
+
+### GetClass
+
+`GetClass` 是对象的内部方法,它返回的是对象的 `ClassPrivate` 属性,定义在 `UObjectBase` 中
+
+```cpp
+FORCEINLINE UClass* GetClass() const
+{
+    return ClassPrivate;
+}
+```
+