UE4纯C++游戏开发入门指南：从零开始

# 1. 引言

## 1.1 什么是UE4？
Unreal Engine 4（UE4）是一款由Epic Games开发的用于创建高品质游戏和虚拟现实体验的全功能套件。它提供了强大的可视化编辑工具和脚本语言，使开发者能够快速高效地进行游戏开发。

## 1.2 为什么选择使用纯C 进行游戏开发？
在UE4中，我们可以使用不同的编程语言来编写游戏逻辑，包括蓝图系统和C++。纯C++开发可以提供更高的性能和更大的灵活性，因为它直接编译为机器码，并且可以充分利用CPU和内存资源。

## 1.3 本指南的目标与内容概述
本指南旨在帮助读者从零开始学习使用纯C++在UE4中进行游戏开发。我们将首先介绍UE4的安装与配置，然后深入讲解C++语言基础和在UE4中的应用，最后探讨游戏开发中的高级技巧和优化方法。通过阅读本指南，读者将能够掌握使用纯C++开发基于UE4的游戏的技能和知识。

# 2. 准备工作

在开始进行UE4纯C游戏开发前，我们需要进行一些准备工作，包括下载与安装UE4引擎、配置开发环境以及创建第一个基本项目。让我们一步步来进行准备工作。

### 2.1 下载与安装UE4引擎

首先，前往Epic Games官方网站（[https://www.unrealengine.com/](https://www.unrealengine.com/)）下载UE4引擎。在网站上会有详细的安装步骤，按照提示进行下载和安装过程。

### 2.2 配置开发环境

安装完成UE4引擎后，接下来需要配置开发环境。在UE4中，我们可以使用Visual Studio等IDE进行C 代码的编写。确保你的开发环境设置正确，并且与UE4引擎兼容。

### 2.3 创建第一个基本项目

现在，我们可以开始创建我们的第一个基本项目。在UE4中，通过选择项目类型、命名项目并设置项目参数，即可创建一个新的项目。在项目中，我们将开始编写我们的第一个纯C游戏代码。

准备工作完成之后，我们将能够顺利开始我们的UE4纯C游戏开发之旅。祝你好运！

# 3. C 基础

在本章中，我们将介绍一些C 的基础知识，以及在UE4中进行C 编程的一些风格指南和实践。

#### 3.1 C 语言简介

C 语言是一种通用的高级语言，具有强大的功能和灵活性。它是许多计算机科学课程的基础，也是许多游戏开发者的首选语言之一。下面是一个简单的C 语言示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

在上面这段代码中，我们使用了C 的标准库函数`printf()`来输出"Hello, World!"，然后返回0表示程序正常结束。

#### 3.2 UE4中的C 编程风格指南

在UE4游戏开发中，编写清晰、简洁的代码是非常重要的。以下是一些建议的C 编程风格指南：

- 使用驼峰命名法命名变量和函数，如`myVariable`，`myFunction()`
- 注释要清晰明了，解释代码的用途、实现方式等
- 遵循UE4的命名规范，如类名以大写字母开头，变量名以小写字母开头等
- 尽量避免使用全局变量，减少代码耦合性

#### 3.3 编写基本C 类与函数

在UE4中，我们可以使用C 语言编写类和函数来实现游戏逻辑。以下是一个简单的例子：

// 创建一个基本的C  类
typedef struct {
    int health;
    int damage;
} Character;

// 创建一个函数来初始化角色
Character InitCharacter(int startingHealth, int startingDamage) {
    Character newCharacter;
    newCharacter.health = startingHealth;
    newCharacter.damage = startingDamage;
    return newCharacter;
}

int main() {
    // 初始化一个角色
    Character player = InitCharacter(100, 10);

    // 输出角色的属性
    printf("Player health: %d, Player damage: %d\n", player.health, player.damage);

    return 0;
}

在上面这段代码中，我们定义了一个名为`Character`的结构体，包含角色的生命值和伤害属性。然后我们编写了一个`InitCharacter()`函数来初始化角色，并在`main()`函数中调用这个函数，输出角色的属性。

通过这些基础的C 知识和实践，我们可以开始在UE4中进行游戏开发，并实现更加复杂的游戏逻辑和功能。

# 4. UE4游戏开发基础

在本章中，我们将介绍UE4游戏开发的基础知识，包括创建角色与控制器、以及实现游戏逻辑。让我们深入了解如何利用纯C进行UE4游戏开发。

#### 4.1 UE4游戏开发概述

在开始具体的游戏开发之前，我们需要了解UE4游戏开发的基本概念和流程。UE4是一个功能强大的游戏开发引擎，提供了丰富的工具和资源，可以帮助开发者快速构建高品质的游戏。

#### 4.2 创建角色与控制器

在UE4中，角色与控制器是游戏中非常重要的组成部分。角色通常指游戏中的玩家角色或NPC角色，而控制器则负责控制角色的行为与交互。

我们可以通过纯C代码来创建角色与控制器，并定义它们的行为。在UE4中，通常使用ACharacter类来表示游戏中的角色，使用APlayerController类来控制角色的输入与行为。

让我们通过以下代码来创建一个简单的角色与控制器：

// 创建一个简单的角色类
UCLASS()
class MYCHARACTER_API AMyCharacter : public ACharacter
{
    GENERATED_BODY()

public:
    // 构造函数
    AMyCharacter();

    // 其他成员函数与属性
};

// 创建一个简单的控制器类
UCLASS()
class MYCONTROLLER_API AMyController : public APlayerController
{
    GENERATED_BODY()

public:
    // 构造函数
    AMyController();

    // 其他成员函数与属性
};

#### 4.3 实现游戏逻辑

游戏逻辑是游戏开发中至关重要的部分，它决定了游戏的流程、规则和交互方式。在UE4中，我们可以通过纯C代码来实现各种复杂的游戏逻辑，包括玩家任务、AI行为、游戏关卡等。

下面是一个简单的游戏逻辑示例，用于处理玩家与物品交互的情况：

// 玩家与物品交互的游戏逻辑
void AMyCharacter::InteractWithItem(AItem* Item)
{
    if (Item->IsPickable())
    {
        // 如果物品可以被拾取，则执行拾取操作
        Inventory.Add(Item);
        Item->Pickup();
    }
    else
    {
        // 如果物品不可被拾取，则执行其他交互操作
        Item->Interact();
    }
}

通过以上示例，我们可以看到如何使用纯C代码来实现角色与控制器的创建，以及游戏逻辑的实现。在实际的游戏开发中，我们还可以进一步扩展与优化这些功能，实现更加复杂和有趣的游戏内容。

希望本章内容能够帮助您了解UE4游戏开发的基础知识，并为后续的游戏开发工作做好准备。

# 5. 高级游戏开发技巧

在第五章中，我们将学习一些高级的游戏开发技巧，包括物理引擎与碰撞检测，粒子特效与动画，以及UI设计与交互。这些技巧将帮助您进一步提升游戏的表现和用户体验。

### 5.1 物理引擎与碰撞检测

在游戏开发中，物理引擎和碰撞检测是非常重要的部分。UE4提供了强大的物理引擎系统，可以模拟真实世界的物理效果，包括重力、碰撞、摩擦等。通过设置物体的属性和碰撞体，可以实现精确的碰撞检测和物理交互。

// 示例代码：在UE4中设置物体的碰撞体属性
UStaticMeshComponent* Mesh = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("Mesh"));
Mesh->SetSimulatePhysics(true); // 开启物理模拟
Mesh->SetCollisionProfileName(TEXT("BlockAll")); // 设置碰撞检测类型

### 5.2 粒子特效与动画

粒子特效和动画可以为游戏增添视觉效果和动感，提升游戏的表现力。在UE4中，您可以通过粒子编辑器和动画蓝图来创建各种特效和动画效果，比如爆炸效果、烟雾效果、角色动作等。合理运用粒子特效和动画能够让游戏更加生动有趣。

// 示例代码：在UE4中创建一个简单的粒子爆炸特效
UParticleSystem* ExplosionEffect = ConstructorHelpers::FObjectFinder<UParticleSystem>(TEXT("ParticleSystem'/Game/Particles/ExplosionEffect.ExplosionEffect'")).Object;
UGameplayStatics::SpawnEmitterAtLocation(GetWorld(), ExplosionEffect, GetActorLocation());

### 5.3 UI设计与交互

游戏的UI设计和交互设计直接影响玩家的体验和游戏的易用性。在UE4中，您可以通过Widget蓝图创建各种界面元素，比如按钮、文本框、进度条等，并利用UMG系统实现用户界面的设计与交互逻辑。合理布局UI界面，并添加交互逻辑，可以让玩家更好地理解游戏，提升游戏的可玩性。

// 示例代码：在UE4中创建一个简单的UI按钮并添加点击事件
UButton* Button = WidgetTree->FindWidget<UButton>(TEXT("MyButton"));
if (Button)
{
    Button->OnClicked.AddDynamic(this, &AMyPlayerController::OnButtonClick);
}

void AMyPlayerController::OnButtonClick()
{
    // 按钮点击事件处理逻辑
}

通过掌握以上高级游戏开发技巧，您可以为您的游戏增添更多的特色和乐趣，提升玩家体验。在实际开发中，不断尝试和优化这些技巧，才能打造出成功的游戏作品。

# 6. 游戏优化与发布

游戏开发完成后，优化与发布是非常重要的环节。本章将介绍一些常用的游戏优化技巧以及游戏发布流程。

#### 6.1 性能优化与调试技巧

在游戏开发过程中，性能优化是至关重要的一环。以下是一些常用的性能优化与调试技巧：

- 使用合适的数据结构与算法：在编写游戏逻辑时，选择合适的数据结构与算法能够有效提高游戏性能。
- 减少资源消耗：优化游戏中的资源使用，包括减少纹理大小、合并网格等，能够有效减少内存消耗，提高游戏性能。
- 避免过多的渲染调用：减少不必要的渲染调用能够降低GPU的压力，提高游戏的帧率。

#### 6.2 打包与发布游戏

在完成游戏开发后，接下来是将游戏发布到各个平台。UE4提供了简便的打包与发布功能，只需简单的几步操作便能将游戏打包成可执行文件。以下是基本的打包与发布流程：

1. 打开UE4编辑器，选择“文件” -> “打包项目”。
2. 选择目标平台，比如Windows、iOS、Android等，并进行相关设置。
3. 点击“打包”按钮，等待打包完成。
4. 打包完成后，在对应的输出目录就能找到可执行文件，将其分发到各个平台。

#### 6.3 其他注意事项与建议

除了性能优化与打包发布，还有一些额外的注意事项与建议：

- 测试与调试：在发布之前，一定要进行充分的测试与调试，确保游戏的稳定性与流畅性。
- 确保法律合规：如果准备发布商业游戏，务必确保遵循相关的法律规定，包括版权、隐私政策等。

希望以上内容能够帮助您顺利进行游戏优化与发布，确保游戏能够在最佳状态下与玩家见面。