游戏开发面试记录

网络同步

帧同步

TCP UDP

骨骼动画

IK

UI数据输入输出闭环

Lua

计算机动画

寻路算法

A*

流场寻路

避障算法

RVO(相对速度障碍物算法)

Unreal

TArray

为什么UE要自创TArray而不是直接用Vector

1. 垃圾回收和反射系统

• TArray：可以被标记为 UPROPERTY()。这意味着它能被 UE 的反射系统识别。如果 TArray 中存储的是 UObject*，引擎的垃圾回收器（GC）会自动追踪这些引用，防止对象在数组还在使用时被销毁。

• std::vector：无法被 UPROPERTY() 标记，引擎无法追踪其内部存储的指针。如果你在 std::vector 中存储了一个 UObject*，即便数组还在，该对象也可能被 GC 回收，导致悬空指针和崩溃。

2. 内存分配和对齐

• FMemory：TArray 使用 UE 的 FMemory 分配器，这允许引擎在不同平台（如 PS5、Xbox、Switch）上执行特定的内存优化，并方便开发者进行内存快照（Memory Profiling）分析。

• 对齐要求：在处理 SIMD（单指令多数据流）指令时，数据需要特定字节对齐。TArray 的分配器可以轻松支持这些硬件级的内存对齐要求，而 std::vector 通常使用通用分配器，控制力较弱。

3. 序列化与网络复制

• 序列化：通过 FArchive，TArray 可以实现“一键式”保存和加载，并能自动处理大小端转换等跨平台问题。

• 网络同步：UE 的网络架构（Replication）专门针对 TArray 做了同步优化。你可以标记一个 TArray 进行同步，引擎会处理数据的增量更新，而 std::vector 无法直接集成到这个网络协议栈中。

4. 总结

UE开发中优先使用TArray，使数据和内存都在引擎的管理下，安全和性能都有保证。

Add和Emplace的区别

• Add()和Emplace()方法向数组末尾添加元素
• Emplace 可以使用参数直接构造元素，避免产生临时对象，Emplace()不创建临时变量，在容器内 “原地构造” 元素
• Add 底层调用的也是 Emplace，但是会先去构造一个对象，添加时创建临时变量，复制到数组中

TArray高级用法

1. 预分配内存：使用 Reserve 当数组元素超过当前容量时，引擎会申请更大的内存块并拷贝旧元素。

• 优化逻辑：如果你预先知道数组的大致规模，调用 Reserve(ExpectedSize)。
• 收益：将多次昂贵的内存分配和拷贝操作合并为一次。

2. 避免冗余拷贝：Emplace 优于 Add

• Add：通常会先创建一个临时对象，再将其拷贝或移动到数组中。
• Emplace：利用 C++ 完美转发，直接在数组预留的内存中构造对象。
• 收益：减少了临时对象的构造与析构开销。

3. 高效删除：RemoveAtSwap

• RemoveAt：删除元素后，后续所有元素都会前移以保持顺序，复杂度为 $O(n)$。
• RemoveAtSwap：将数组最后一个元素覆盖到被删除位置，不保证顺序，复杂度为 $O(1)$。
• 收益：在大规模数组删除操作中性能提升巨大。

4. 内存池化：Reset 与 Empty

• Empty()：删除所有元素并释放内存。
• Reset()：删除所有元素但保留内存（Slack）。
• 收益：在循环反复填充同一个数组时，使用 Reset() 可避免反复触发堆分配。

5. 栈空间优化：TInlineAllocator 默认情况下 TArray 在堆（Heap）上分配内存。

• 用法：TArray<FVector, TInlineAllocator<16>> MyArray;
• 收益：前 16 个元素直接分配在栈上。对于生命周期短、元素少的小数组，完全消除了堆分配的开销。

6. 参数传递：使用 const TArray&

• 规则：函数传参时严禁使用值传递（会触发整组拷贝）。
• 写法：void Process(const TArray<int32>& Data)。

7. 总结

参考文章：

• 为性能表现最优化TArray的使用

GAS网络同步

移动组件网络同步

DS优化

UObject生命周期

UObject的生命周期可分为以下几个阶段：

1. 创建阶段：内存分配和初始化

• UObject通过NewObject()创建
• ClassConstructor()调用类的构造函数，C++成员变量，组件默认值(CreateDefaultSubobject<>())真正被初始化
• PostInitProperties() 子类自定义函数

NewObject() │ │ ① 打包参数 ├─→ FStaticConstructObjectParameters │ │ ② 进入引擎内部 ├─→ StaticConstructObject_Internal() │ │ │ │ ▼▼▼ 阶段一：分配 + 注册 ▼▼▼ │ ├─→ StaticAllocateObject() │ │ ├── AllocateUObject() // 分配原始内存 │ │ ├── Memzero() // 清零（安全保障） │ │ ├── placement new UObjectBase // 填充元数据 │ │ └── AddObject() │ │ ├── AllocateUObjectIndex() // 注册到全局数组（GC用） │ │ └── HashObject() // 注册到全局哈希表（查找用） │ │ │ │ ▼▼▼ 阶段二：构造 + 初始化 ▼▼▼ │ └─→ ClassConstructor(FObjectInitializer) │ ├── C++ 构造函数 // 你的代码在这里跑 │ └── ~FObjectInitializer() // RAII 自动触发 │ ├── InitProperties() // 从 CDO/Template 拷贝属性 │ ├── PostInitProperties() // 虚函数回调（子类自定义） │ └── ClearFlags(RF_NeedInitialization) // 标记：完成！ │ ▼ 返回完全可用的 UObject*

2. 激活阶段：BeginPlay和Tick

• AActor或者UActorComponent会触发BeginPlay()和Tick

3. 标记阶段：标记准备GC

• 当没有任何被UPROPERTY()宏标记的指针指向该对象时，下一次GC扫描中会被标记销毁
• 对于 AActor，调用 Destroy()
• 对于普通 UObject，可以调用 MarkAsGarbage() 或 ConditionalBeginDestroy()。
• 对象被标记销毁后，并不会立即从内存消失，而是进入一个“待回收”的队列。

4. 回收阶段：销毁和内存回收

• BeginDestroy()：销毁前最后一次机会处理非托管资源
• IsReadyForFinishDestroy()：检查异步操作（如物理线程计算）是否完成
• FinishDestroy()：UObject释放内部资源
• 调用C++析构函数

参考文章：

• UE UObject 系统底层机制解析：反射、GC 与内存管理
• UE UObject 创建流程详解

行为树

数据结构和算法

求二维平面上一个点P是否在一个三角形ABC内

• 用向量叉乘 P和三角形的各个顶点，检查向量是否都在在三角形边的同侧
• 面积法 底*高/2

洗牌算法

• 100个数内，取n个数字，要求不能重复。 解法：先对数组洗牌，然后取头n个树

C++

引用

参考文章：

• 一文读懂C++右值引用和std::move

内存对齐

1. 什么是内存对齐

现代计算机系统对于基本类型数据在内存中存放的位置有限制，要求这些数据的首地址的值是4或者8的倍数。因为处理器在读取内存时，一般按照双字节,四字节,8字节,16字节甚至32字节为单位来存取内存。按照内存对齐的规则存放数据后，处理器读取数据时能更快，且避免内存浪费

比如一个数据地址以2开头，占4个字节，那处理器按照4字节读取内存时，就要先从0地址开始读，然后截取地址2开头后的数据，再从4地址读取，截取地址5前面的数据，两次数据拼凑才能获得原始数据；如果数据从地址0或者地址4开始存储，那么处理器一次就能读取完整的数据

2. 内存对齐规则

有的数据就只有1个字节，那么要满足上面的内存对齐原则，方便处理器读取，就要对源数据进行内存对齐的操作，这样的操作要遵守一定的规则：

• 基本类型的对齐值就是sizeof值
• 结构体的对齐值是结构体的sizeof值
• 编译器可以设置一个最大对齐值(#pragma pack(n))，实际对齐值是此类型与最大对齐值中的最小值

//下面两个结构体, 在#pragmapack(4)和#pragmapack(8)的情况下，结构体的大小分别
#pragma pack(4) //默认对齐数修改成4
struct One {
	double d;  //0-7偏移
	char c;    //8偏移
	           //9-11偏移浪费
	int i;     //12-15偏移
};             //结构体one占16字节
struct Two {
	char c;    //0偏移
	           //1-3偏移浪费
	double d;  //4-11偏移
	int i;     //12-15偏移
};             //结构体two占16字节

#pragma pack(8) //默认对齐数修改成8
struct One {
	double d;  //0-7偏移
	char c;    //8偏移
			   //9-11偏移浪费
	int i;     //12-15偏移
};             //结构体one占16字节
struct Two {
	char c;    //0偏移
			   //1-3偏移浪费
	double d;  //8-15偏移
	int i;     //16-19偏移
	           //20-23偏移浪费
};             //结构体two占24字节