リフレクション — UCLASS・UFUNCTION・UPROPERTY・Unreal Header Tool¶

一言で言うと¶

リフレクション=「実行時に型の情報(クラス名・プロパティ一覧・関数一覧)を調べ、操作できる仕組み」。C#では言語標準(GetType()、属性)ですが、C++にはほぼ存在しない(RTTIは型の同定のみ)。UEはこれをコード生成で自作しました——UCLASS()等のマクロとUnreal Header Tool (UHT) がその仕組みです。

仕組み: マクロは「印」、UHTが「生成」¶

// enemy.h(UE概念コード)
#pragma once
#include "Enemy.generated.h"        // ← UHTが生成するファイル(命名固定・最後のincludeにする)

UCLASS(Blueprintable)               // ← UHTへの印(C++コンパイラにとってはほぼ空マクロ)
class AEnemy : public AActor {
    GENERATED_BODY()                // ← 生成コードの差し込み口

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category="Stats")
    float MaxHp = 100.f;

    UFUNCTION(BlueprintCallable)
    void ApplyDamage(float Amount);
};

ビルドの流れ(UBTが指揮):

1. UHTが全ヘッダーを走査し、UCLASS/UPROPERTY等の印を収集
2. *.generated.h / *.gen.cpp を生成
   — 「AEnemyにはMaxHpというfloatがあり、オフセットはXで、EditAnywhereで…」という
     型情報の登録コード(UClassオブジェクトの構築)
3. 通常のC++コンパイル(生成コード込み)→ 実行時にはUClassとして型情報が引ける

つまり「C++の外側のツールがC++コードを書き足す」ことでリフレクションを実現しています。C#がコンパイラ標準でメタデータを吐くのと同じ結果を、生成で作っている——名前修飾やRTTIの限界を知っていれば、この力技の必然性が分かります。

リフレクションの上に載っている機能(UEの本体と言ってよい)¶

機能	リフレクションの使われ方
エディタのDetailsパネル	UPROPERTYの列挙・型に応じたUI生成・編集
シリアライズ(保存/ロード)	プロパティを名前で読み書き(バージョン耐性)
GC	UPROPERTYのポインタを辿って到達可能性を判定
Blueprint	UFUNCTION/UPROPERTYをノードとして公開・呼び出し
ネットワークレプリケーション	UPROPERTY(Replicated)の自動同期
`Cast<T>()`	UClass階層の照合(RTTIなしのdynamic_cast代替 → キャスト)

指定子(specifier)の読み方(代表例)¶

UPROPERTY: EditAnywhere(エディタで編集可)/ VisibleAnywhere(表示のみ)/ BlueprintReadWrite / Replicated / Transient(保存しない)
UFUNCTION: BlueprintCallable / BlueprintImplementableEvent(実装をBPに任せる)/ Server/Client/Reliable(RPC)
指定子は「この情報を誰に公開するか」の宣言——カプセル化の「コードへの公開」とは別軸で「エディタ・BP・ネットへの公開」を制御している、と整理すると混乱しない

標準C++ではどう書くか¶

型情報が要る場面を自作するなら: enumの型ID+switch、Visitor、マクロ/テンプレートによる登録制、外部コード生成——どれも部分的な再発明になる
C++標準のリフレクション(静的リフレクション)は将来規格で議論中(C++26方向)だが、現時点のゲーム開発では「必要ならUEのように生成で作る」が現実解
Unityとの対比: C#は[SerializeField]やGetType()が言語とランタイムの標準機能——UEが大量の機械を回してやっと得ているものを、C#は無料で持っていた、という見方ができる

Unity開発者が誤解しやすい点¶

「UCLASSはC++の文法」— 違う。UHTという外部ツールへの指示であり、標準C++コンパイラだけでは意味を持たない(UEコードが単体でコンパイルできない理由)
[SerializeField]感覚でUPROPERTYを「保存の印」とだけ思う——GC追跡という生死に関わる役割が乗っている(→ 前ページ)
generated.hのinclude順・命名を「おまじない」で崩す——UHTの生成規約なので固定(最後のincludeでなければならない)

理解度チェック¶

UHTは何を入力に何を生成しますか。マクロ自体は何をしていますか。
リフレクションの上に載っているUE機能を4つ挙げてください。
C#では同じものがなぜ「無料」なのですか。

演習¶

UEプロジェクトを持っている場合: 任意のUCLASSヘッダーの *.generated.h(Intermediateフォルダ)を開き、(a) UClass登録らしきコード、(b) プロパティのオフセット記録らしきコードを探してください。持っていない場合: 「HPと名前を持つ敵クラスの型情報(プロパティ名・型・オフセットの表)を実行時に引けるようにする」最小のC++登録機構を、offsetofを使って自作してみてください(UHTの1万分の1を体験するのが目的)。

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