7강: 언리얼 C++ 설계 I - 인터페이스

강의 목표
- 언리얼 C++ 인터페이스 클래스를 사용해 보다 안정적으로 클래스를 설계하는 기법의 학습
강의 과제
- C++ 언어가 제공하는 다중 상속 기능에서 문제가 될 수 있는 부분은 어떤 것인지 살펴보고, Java와 C#과 같은 후발언어들은 왜 다중 상속을 사용하지 않고 인터페이스를 사용한 제한적 상속을 구현했는지 정리해보세요.
- Person 클래스의 GetName 함수를 다음과 같이 선언해보았다. 이들의 차이점을 정리해보시오.

언리얼 C++ 인터페이스

인터페이스란 객체가 반드시 구현해야 할 행동을 지정하는데 활용되는 타입으로 다형성의 구현과 의존성이 분리된 설계에 유용하게 활용된다.

데이터가 아닌 행동으로 책임에 초점을 맞춘다.

언리얼 엔진에서 게임 콘텐츠를 구성하는 오브젝트의 설계 예시로 월드에 배치되는 모든 오브젝트 중 움직이는 오브젝트에 대해 반드시 움직이게 하고 싶다면INavAgentInterface를 상속받아 구현한다. (Pawn)

예제를 위한 클래스 다이어그램

수업에 참여하는 사람과 참여하지 않는 사람을 구분하여 이를 인터페이스를 통해 구현해보자.

수업에 반드시 참여해야 하는 사람은 Student, Teacher이며, Staff은 참여하지 않는다. 이 행동에 대해서 ILessonInterface로 나타낸다.

언리얼 C++ 인터페이스 특징

언리얼 C++ 인터페이스는 생성하면 두 개의 클래스가 생성된다. U로 시작하는 타입 클래스로 타입의 정보를 제공하는 역할과 I로 시작하는 인터페이스 클래스로 실절적인 설계 및 구현을 담당한다.

U타입 클래스 정보는 런타임에서 인터페이스의 구현 여부를 파악하는 용도로 사용되고, 실제로 U타입에서 작업할 일은 없다. 인터페이스에 관련된 구성 및 구현은 I인터페이스 클래스에서 진행된다.

언리얼 C++은 다른 객체지향 언어와 달리 인터페이스에도 구현이 가능하다.

C#만 써서 과연 인터페이스에도 구현을 하는 것이 좋은가? 라는 생각이 든다. 구현이 들어가는 순간 추상클래스로 전락하고 자율성이 떨어지는 것이 아닌가?

#include "MyGameInstance.h"

#include "Staff.h"
#include "Student.h"
#include "Teacher.h"

UMyGameInstance::UMyGameInstance()
{
 SchoolName = TEXT("기본 학교");
}

void UMyGameInstance::Init()
{
 Super::Init();

 UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("======================"));
 TArray<Uperson*> Persons = {NewObject<UStudent>(), NewObject<UTeacher>(), NewObject<UStaff>()};
 for(const auto Person : Persons)
 {
  UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("구성원 이름: %s"), *Person->GetName());
 }
 UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("======================"));

 for(const auto Person : Persons)
 {
  ILessonInterface* LessonInterface = Cast<ILessonInterface>(Person);
  if(LessonInterface)
  {
   LessonInterface->DoLessson();
  }
 }
 UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("======================"));
}

// Fill out your copyright notice in the Description page of Project Settings.

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "UObject/Interface.h"
#include "LessonInterface.generated.h"

// This class does not need to be modified.
UINTERFACE(MinimalAPI)
class ULessonInterface : public UInterface
{
 GENERATED_BODY()
};

/**
 * 
 */
class UNREALINTERFACE_API ILessonInterface
{
 GENERATED_BODY()

 // Add interface functions to this class. This is the class that will be inherited to implement this interface.
public:
 virtual  void DoLessson() = 0;
 // or
 //virtual void DoLessson() { UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("수업에 입장합니다.")); }
};

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "UObject/NoExportTypes.h"
#include "person.generated.h"

UCLASS()
class UNREALINTERFACE_API Uperson : public UObject
{
 GENERATED_BODY()

public:
 Uperson();

 FORCEINLINE FString& GetName () {return Name;}
 FORCEINLINE void SetName (const FString& NewName) {Name = NewName;}
protected:
 UPROPERTY()
 FString Name;
};

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "LessonInterface.h"
#include "person.h"
#include "Student.generated.h"

UCLASS()
class UNREALINTERFACE_API UStudent : public Uperson, public ILessonInterface
{
 GENERATED_BODY()

public:
 UStudent();

 virtual void DoLessson() override;
};

#include "Student.h"

UStudent::UStudent()
{
 Name = TEXT("이학생");
}

void UStudent::DoLessson()
{
 UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("%s님은 공부합니다."), *Name);
}

class ULessonInterface : public UInterface이 부분은 U타입 클래스 정보를 제공하는 역할을 한다. 자동으로 생성되는 코드이다. (건드리지 않는다.)
ILessonInterface실제 정의할 행동은 I타입 클래스에서 정의한다.
- virtual void DoLessson() = 0;을 통해 순수 가상함수로 만들어 인터페이스를 구현하는 클래스에서 반드시 구현해야 하는 함수임을 명시한다.
- C++ 특성상 내부에 구현을 가질 수도 있으며, 이를 호출하기 위해서 Super가 아닌 해당 인터페이스에 직접 접근하여 호출한다. ILessonInterface::DoLessson();
ILessonInterface* LessonInterface = Cast<ILessonInterface>(Person);캐스팅을 통해 안전하게 인터페이스를 사용할 수 있다. (캐스팅 실패시 nullptr를 반환한다.)

정리

클래스가 반드시 구현해야 하는 기능을 저장하는데 사용한다.
C++은 기본적으로 다중상속을 지원하지만, 언리얼 C++의 인터페이스를 사용해 가급적 축소된 다중상속의 형태로 구현하는 것이 향후 유지보수에 도움이 된다. (다형성이 필요한 부분에 대해)
언리얼 C++ 인터페이스는 두 개의 클래스를 생성한다.
언리얼 C++ 인터페이스는 추상 타입으로 강제되지 않고, 내부에 기본 함수를 구현할 수 있다.

Tips

에디터나 IDE가 아닌 직접적으로 파일을 옮기면 언리얼 엔진에서 파일이 인식되지 않기에 해결하기 위해 Refresh를 사용하자.
FORCEINLINE 매크로는 인라인 함수를 강제로 만들어주는 매크로이다. 인라인 함수는 함수 호출을 줄여 성능을 향상시키는데, 이 매크로는 인라인 함수로 만들어주는 역할을 한다.
#include "person.generated.h"파일은 항상 가장 밑에 위치해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 에러가 발생한다.
한글은 코드에 사용하지 않는 것이 좋다. (경로도 마찬가지)

futurelabunseen / B-JeonganLee