UE5 Actor模块源码深度剖析：从核心架构到实践应用

a. UE5 Actor模块架构概述

在UE5引擎中，Actor扮演着至关重要的角色，它是整个游戏世界中各类可交互对象的基础抽象。从本质上来说，所有能够被放置到关卡中的对象都属于Actor的范畴，像摄像机、静态网格体以及玩家起始位置等，这些都是游戏场景构建和交互的关键元素。

Actor具备强大的三维变换能力，支持平移、旋转和缩放操作。这使得开发者可以根据游戏设计的需求，灵活地调整Actor在游戏世界中的位置、朝向和大小。而且，借助游戏逻辑代码，无论是使用C++还是蓝图，都能够方便地创建（生成）或销毁Actor，为游戏的动态性和交互性提供了有力支持。在C++层面，AActor是所有Actor的基类，它为派生类提供了基础的功能和接口。

从模块整体架构设计来看，Actor模块与UE5引擎的其他核心模块紧密协作，共同构建起一个完整的游戏世界。Actor模块的架构设计遵循了高内聚、低耦合的原则，使得各个部分之间既相互独立又能协同工作。

接下来从源码层次深入探讨Actor与World、Level的关系。在UE5中，World代表着整个游戏世界，它是一个包含了所有关卡和Actor的容器。而Level则是World中的一个具体关卡，每个Level可以包含多个Actor。以下是一段简单的源码片段，展示了Actor在World中的存在形式：

// 在UWorld类中，有一个TArray用于存储所有的Actor

class UWorld : public UObject
{
   
    // ...
    TArray<AActor*> Actors;
    // ...
};

从这段代码可以看出，UWorld类中维护了一个存储AActor指针的数组，这意味着World可以管理和操作其中的所有Actor。而Level则是World中的一个子集，它包含了一部分特定的Actor，用于构建一个具体的游戏场景。

Actor与Level之间的关系也十分紧密。当一个Actor被创建并放置到关卡中时，它实际上是被添加到了对应的Level中。以下是一个简单的示例，展示了如何在Level中创建一个Actor：

// 在某个Level类中创建一个Actor

void UMyLevel::CreateActorInLevel()
{
   
    FActorSpawnParameters SpawnParams;

    AActor* NewActor = GetWorld()->SpawnActor<AActor>(MyActorClass, SpawnLocation, SpawnRotation, SpawnParams);

    if (NewActor)
    {
   
        // 将Actor添加到当前Level中
        AddActorToLevel(NewActor);
    }
}

通过以上的分析可以看出，Actor在UE5引擎中处于核心地位，它与World、Level相互协作，共同构建起了一个丰富多彩的游戏世界。开发者可以通过对Actor模块的深入理解和灵活运用，实现各种复杂的游戏功能和交互效果。

b. Actor核心类源码解密

i. AActor类继承体系解析

在UE5中，理解AActor类的继承体系是深入掌握Actor模块的基础。AActor类的继承链路起始于UObject，这是UE5中所有对象的基类，它提供了对象的基本属性和功能，如反射、序列化等。

从UObject到AActor的继承链路如下：

UObject

└── AActor

UObject类是整个UE5对象系统的基石，它定义了对象的基本生命周期管理、属性反射等功能。而AActor作为UObject的派生类，继承了这些基本功能，并在此基础上进行了扩展，以满足游戏对象的需求。

下面结合源码说明UCLASS宏展开机制。UCLASS宏是UE5中用于定义类的重要工具，它为类提供了元数据信息，使得UE5能够对类进行反射和序列化。例如：

UCLASS()

class MYPROJECT_API AActorDerived : public AActor
{
   

    GENERATED_BODY()

public:
// 类的成员函数和属性

};

当编译器遇到UCLASS宏时，它会展开一系列的代码，这些代码包含了类的元数据信息，如类名、父类、属性等。这些元数据信息被存储在UE5的反射系统中，使得引擎能够在运行时动态地访问和操作类的成员。

接下来讲解GENERATED_BODY()的代码生成原理。GENERATED_BODY()是一个宏，它会在编译时生成一系列的代码，这些代码主要用于实现类的反射和序列化功能。具体来说，它会生成类的构造函数、属性访问函数、序列化函数等。以下是一个简化的GENERATED_BODY()展开示例：

#define GENERATED_BODY()

static UClass* StaticClass();

virtual UClass* GetClass() const override;

// 其他生成的代码...
// 展开后的代码示例

static UClass* AActorDerived::StaticClass()
{
   
    static UClass* Class = nullptr;
    if (!Class)
    {
   
        // 初始化类的元数据
        Class = ...;
    }

    return Class;
}

UClass* AActorDerived::GetClass() const
{
   
    return StaticClass();
}

通过这种方式，GENERATED_BODY()确保了类的反射和序列化功能的正确实现。

下面是AActor类继承体系的结构图：

类继承关系表

基类	派生类1	派生类2
UObject
UObject	AActor
UObject	AActor	AActorDerived

Actor组件存储结构

在UE5中，Actor可以包含多个组件，这些组件通过TArray<UActorComponent*>组件容器进行存储。TArray是UE5中常用的动态数组容器，它提供了高效的元素存储和访问功能。以下是TArray<UActorComponent*>的源码片段：

template<class T>

class TArray
{
   
    // 数组的元素存储
    T* Data;
    // 数组的元素数量
    int32 Num;
    // 数组的容量
    int32 Capacity;
    // 其他成员函数...
};

// 在AActor类中使用TArray存储组件

class AActor : public UObject
{
   

    // ...
    TArray<UActorComponent*> Components;
    // ...

};

通过TArray<UActorComponent*>，Actor可以动态地添加、删除和访问组件。组件的动态加载机制使得Actor能够在运行时根据需要加载和卸载组件，提高了游戏的灵活性和性能。

SceneComponent是一种特殊的组件，它在Actor的组件体系中扮演着重要的角色。SceneComponent具有树状组织原理，即一个SceneComponent可以有多个子组件，这些子组件的位置和变换相对于父组件进行定义。以下是SceneComponent的树状组织示例：

组件层级结构表

根组件	左子组件	右子组件
RootComponent	ChildComponent1	ChildComponent2

在这个示例中，RootComponent是根组件，ChildComponent1和ChildComponent2是它的子组件。子组件的位置和变换相对于RootComponent进行计算。

CreateDefaultSubobject是一个重要的函数，用于在Actor的构造函数中创建默认的子组件。以下是CreateDefaultSubobject的实现逻辑：

template<class T