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  1. 1. 编译标准 C++ 代码
  2. 2. 编译 UEC++ 代码
  3. 3. UEC++ 的特殊语法
  4. 4. 如何学习 C++
  5. 5. 如何学习 UEC++
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UEC++ 与标准 C++ 的区别与联系

UEC++ 本质是 C++ 的一个超集，它支持和使用 C++ 的全部特性，但是它在标准特性之上自己构建了一套语法。很多开发中的编译问题只有知道了两者的边界，才能够快速和准确地定位问题出现在哪个阶段。对于使用 UE 之前就学习过 C++ 的来说这不是什么问题，但是对于先接触 UE 然后慢慢学 C++ 的同学来说，这是个挺大的问题。

标准 C++是基于 ISO/IEC 14882 的语言规范（C++98/03/11/14/17 等标准），UEC++ 则是我们开发当中使用的 Epic 在标准 C++ 之上扩展的用法，这里不讨论 GC、反射之类的基于 C++ 之上自己构建的对象体系，也不涉及 UE 中的各种库，关注的着重点在于核心语法层面。

近期博客的更新文章里，写了一些 UE 反射机制的内容，可以作为本篇文章的进阶内容结合来看：

在 UE4.23+ 以后，UE 所支持的 C++ 标准是可以被控制的，在 *.target.cs 和*.build.cs中均可以设置 CppStandard 的值，目前有三个标准可选：Cpp14、Cpp17、Latast，它控制了传递给编译器的 /std:c++* 值。

开始具体的分析之前，首先要知道标准 C++ 和 UE C++ 都是怎么执行编译的，因为只有先区分了最根本的使用区别，才能够进一步分析为什么会有这些区别。

编译标准 C++ 代码

首先，C++ 的代码只依赖于编译器，如下面代码:

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// hw.cpp
#include <iostream>

#define HW_MSG "HelloWorld"
int main()
{
  std::cout<<HW_MSG<<std::endl;
}

想要编译上面的代码，需要使用一个编译器（GCC/MSVC）等，VS 使用的是 MSVC，以 GCC 为例：

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$ g++ hw.cpp -o hw.exe

通过这一行命令就会编译出 hw.exe，但是编译器是一套工具链，虽然只执行了一条命令，但是它其实是调用了一串的工具进行预处理、语法分析、编译、链接等等一系列操作，不过它们不是本篇文章的重点，有兴趣的可以看一下我之前的这篇文章：C/C++ 编译和链接模型分析 。
举上面的例子需要关注的有两点：

  1. 标准 C++ 语法可以直接用编译器编译；
  2. 编译器对代码需要执行预处理、语法分析、编译、链接等操作；

编译 UEC++ 代码

首先，UEC++ 代码，并不像标准 C++ 那样把代码单独存在一个文件就可以编译的，UE 自己搭建了一套编译体系，所有基于 UE 引擎的代码必须要通过 UE 的这套编译体系才可以编译。
我之前写过 UE 构建系统的一些文章，想要 UE 项目的构建系统可以看一下：

UEC++ 的代码必须要依赖于一个UE 项目，其基本项目结构为：

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Example\GWorld\Source>tree /a /f
|   GWorld.Target.cs
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\---GWorld
        GWorld.Build.cs
        GWorld.cpp
        GWorld.h
        Public/
        Private/

其中各个文件的职责为：

  • *.Target.cs是用来控制的是生成的可执行程序的外部编译环境，就是所谓的 Target。比如，生成的是什么 Type(Game/Client/Server/Editor/Program)，开不开启 RTTI(bForceEnableRTTI)，CRT 使用什么方式链接(bUseStaticCRT) 等等。
  • *.Build.cs控制的是 Module 编译过程，由它来控制所属 Module 的对其他 Module 的依赖、文件包含、链接、宏定义等等相关的操作，*.Build.cs告诉 UE 的构建系统，它是一个 Module，并且编译的时候要做哪些事情。
  • 其余的是代码源文件(一般情况下头文件放在Public/，实现放在Private/)

UE 构建系统的重点是 UBT 和 UHT，他们各自的作用我之前的文章中有提到：

  • UBT 的作用是收集和构建编译环境，调用 UHT 生成代码，然后 调用真正的编译器进行编译
  • UHT 的作用是把项目中所有代码里的 UHT 标记翻译为真正的 C++ 代码（如 UCLASS/GENERATED_BODY 等等），它属于 UBT 工作流程中的一环

上面写的需要关注的有三点：

  1. UEC++ 的代码必须通过 UE 自己的构建体系
  2. UEC++ 的代码必须要通过 UHT 进行翻译成 真正的 C++ 代码
  3. UE 的项目里真正进入编译阶段的，全部都是标准 C++ 的代码

所以，UEC++ 和标准 C++ 的区别在于，UEC++ 自己定义了一些语法，需要通过专门的解释器进行翻译，然后再通过 C++ 编译器进行编译（进入标准 C++ 的编译流程）。

关于流程上的区别就说这么多，下面的内容来写 UE 具体有哪些特殊的语法。

UEC++ 的特殊语法

UEC++ 的特殊语法主要是用于指导 UHT 来产生辅助代码的方式。
来聊 UEC++ 的特殊语法之前，需要先明确一点：UCLASS/UFUNCTION/UPROPERTY等都不是 真正有意义的 C++ 宏 ，他们是UHT 的标记，在经过 UHT 生成代码之后他们就是空宏了，没有意义。
UE 的代码是把UHT 标记 和真正的宏 都以 宏的形式 来表现，从结果来说，它们都是生成了一些代码，但是它们的处理流程不同。
UHT 标记是先通过 UHT 进行扫描并生成代码，再通过编译器进行预处理等等，这里存在一个先后的过程，其限制就为：对 UHT 对代码的处理在前，编译器对宏的预处理在后，所以在 UE 中没办法用宏来包裹 UHT 标记。

UE 的 UHT 标记包括但不限于：

可以从 Runtime\CoreUObject\Public\ObjectMacros.h 看更多的 UHT 标记，有一个简单的分辨方法：如果这个宏是一个空宏，那么它就是一个 UHT 标记：

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// Runtime\CoreUObject\Public\ObjectMacros.h
// ...
// These macros wrap metadata parsed by the Unreal Header Tool, and are otherwise
// ignored when code containing them is compiled by the C++ compiler
#define UPROPERTY(...)
#define UFUNCTION(...)
#define USTRUCT(...)
#define UMETA(...)
#define UPARAM(...)
#define UENUM(...)
#define UDELEGATE(...)

// This pair of macros is used to help implement GENERATED_BODY() and GENERATED_USTRUCT_BODY()
#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)

// Include a redundant semicolon at the end of the generated code block, so that intellisense parsers can start parsing
// a new declaration if the line number/generated code is out of date.
#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);

#define GENERATED_USTRUCT_BODY(...) GENERATED_BODY()
#define GENERATED_UCLASS_BODY(...) GENERATED_BODY_LEGACY()
#define GENERATED_UINTERFACE_BODY(...) GENERATED_BODY_LEGACY()
#define GENERATED_IINTERFACE_BODY(...) GENERATED_BODY_LEGACY()

#if UE_BUILD_DOCS || defined(__INTELLISENSE__)
#define UCLASS(...)
#else
#define UCLASS(...) BODY_MACRO_COMBINE(CURRENT_FILE_ID,_,__LINE__,_PROLOG)
#endif

#define UINTERFACE(...) UCLASS()
// ...

下面简单列举一些：

  1. *.generated.h这个文件是 UE 特有的，它是 UHT 生成的代码（大多都是宏）

  2. UCLASS/UFUNCTION/UPROPERTY/UENUM等 标记 在 C++ 中是没有的，它们的作用是指导 UHT 生成什么样的辅助代码；

  3. GENERATED_BODY等系列宏标准 C++ 是没有的，它的作用在于把 UHT 生成的代码包含到当前类中来；

  4. BlueprintNativeEvent函数的实现需要加 _Implementation，这个规则是没有的，上面提到了 C++ 中连UFUNCTION 都没有；

  5. C++ 中没有 Slate

  6. UE 项目中的宏都会生成在 Intermediate\Build\Win64\UE4Editor\Development\MODULE_NAME 下，如 MODULE_NAME_API 是导出符号，在标准 C++ 项目中需要你自己定义导出。

  7. 标准 C++ 的接口可以通过抽象类的来实现，并不需要一个特定基类，而且并没有 UE 中不可以提供数据成员的限制（仅从语法的角度，当然从设计思路上接口要无状态）

  8. 标准 C++ 没有 UE 中的 DELEGATE

  9. Cast<>和 NewObject<> 是 UE 特有的，C++ 使用四种标准 cast 和new

  10. C++ 也没有 UE 的 Thunk 函数

  11. …

了解 UEC++ 和标准 C++ 的区别的关键点在于能够了解两者在构建流程上的区别，这一点能够区分开之后，再多的语法区别都是在这个结构内。至于 UEC++ 的反射，这是另一个可以写很大篇幅的内容了，先挖个坑。

如何学习 C++

从最开始接触 C 语言到现在快有十年了，也看了不少 C++ 的书，但是我觉得学习 C++ 最重要的是要去了解一下那些特性为什么这么设计，受哪些历史特性的限制，了解特性之间的关联，再去看看这些特性的编译器的实现，很多犄角旮旯的东西产生的原因就很明显了。
推荐一些书（建议按照顺序阅读，带 * 建议必读）：

  1. The C Programing Language
  2. *C++ Primer / The C++ Programming Language
  3. *inside the c++ object model
  4. *Effective C++
  5. Modern Effective C++
  6. C++ coding standard: 101 rules, guidelines and best practices
  7. *The design and evolution of c++

前两本是基础语法，如果没有太多时间，可以读 C++ Primer 或者 TC++PL 中的其中一本即可，我还写过一篇文章对比这两本书 读 TC++PL、C++Primer 和 ISO C++，有兴趣的可以读一下，学习 C++ 后面的路还很长。
我建议学完基础语法之后就开始大量地写代码，因为只看懂了理论，不上手多写是没有意义的。

如何学习 UEC++

在 C++ 的基础语法学的差不多了之后，直接就开始在 UE 中写项目吧，作为 开放源代码 的引擎（但 UE 不是开源软件，许可证区别），没有什么是藏着掖着的，可以在边写项目的同时边尝试看 UE 引擎里的代码，去尝试分析 UE 的构建流程和代码生成。

我的一个小技巧就是，可以多去翻一下 Intermediate 中通过 UHT 生产的代码，不少的错误或者疑问的问题都能在里面找到答案。

最重要的还是：多看！多写！多思考！