浅析Unreal Engine 3中的FName

近来新到一个使用Unreal Engine 3的项目，本着熟悉代码的目的，看了一些代码，简单记录一下。

本文主要分析Unreal Engine 3中对于字符串封装后的结构FName，内容主要包含以下3点：

1.FName的作用；

2.FName的具体实现；

3.FName的一些特殊处理

1.FName的作用

— FName 利用 hash table 来存贮字符串。

— 对 FName 对象进行比较时，实际上只需对两个整数进行比较。

— 查找操作类似于在 std::map 中根据主键（整数）查找对应的值。效率上有了很明显的改善。

2.FName的具体实现
FName中的关键数据结构

struct  FNameEntry
{
		INT 	Index;
	       FNameEntry*	HashNext;
}

FNameEntry是一个全局的结构，后面会说到的存储结构中都是以FNameEntry为元素存储的。

class  FName
{
		INT 	Index;
		INT	Number;

		static 	TArrayNoInit	Names;
		static	FNameEntry*		NameHash[65536];
}

FName就是今天要分析的重点，这里是几个关键的变量及存储字符串的容器。

Index是Names数组中的索引，用于快速的查找字符串的字符部分，Number是字符串中的数字部分。 

接着，来看FName的Init()函数，Init()函数会在FName的构造函数中调用，一般情况下，使用FName只需传入第一个参数，其他参数在FName的构造函数中填入默认值。FName的Init()函数传入了4个参数，InName字符串中的字符部分，InNumber字符串中的数字部分，FindType表示操作类型，bSplitName分割标示符。传入的字符串在InName中，分割后会将字符保留在InName内，而将数字部分保存在InNumber中。

void FName::Init(const TCHAR* InName, INT InNumber, EFindName FindType, UBOOL bSplitName)
{
  	StaticInit();
  	if (InNumber == NAME_NO_NUMBER_INTERNAL && bSplitName == TRUE)
	{
   		if (SplitNameWithCheck(InName,...))
		{}
	}
	INT iHash;
	iHash = appStrhash( InName ) & ( ARRAY_COUNT(NameHash)-1 );
  	for (FNameEntry* Hash = NameHash[iHash]; Hash; Hash=Hash->HashNext)
	{
  		if( Hash->IsEqual(InName))
		{
			Index = Hash->GetIndex();
			...
		}
	}
	Index = Names.Add();
	Names(Index) = NameHash[iHash] = AllocateNameEntry( NewName, Index, NameHash[iHash], bIsPureAnsi );
}

FName::Init()函数主要做了以下的工作：

1)— 做一些必要的初始化工作，初始化 hashtable ，注册关键字

2) 分割传入字符串中的字符和数字

3) 根据传入的字符串（ InName ）计算得到 hash 值，在 hash table 中查找 hash 值，如果不存在对应的值，会将该 hash 值加入 hash table 。(重点)

其中NameHash的结构可以参照下图

根据FindType的不同，Fname::Init()函数有两个作用，第一个作用是作为FName的初始化函数，第二个作用是作为FName的查找函数。

Init()中具体的查找步骤为通过计算字符串的hash值，在hash table中定位到到对应链表的头结点，接着遍历链表依次比较当前元素与传入的InName。

Enum  EFindName
{
	 FNAME_Find,
	 FNAME_Add,
         FNAME_Replace
}

当Init中的FindName变量值为FNAME_Find时，当没有找到对应的字符串会将Index = NAME_None，找到对应的字符串会将Index置为hash table中的hash值。

当FindName为FName_Add时，没有找到对应的字符串就会将该字符串经过hash加入到hash table对应的位置。

当FindName为FName_Replace时，会将查找到的字符串替换为传入的字符串。

— FName 重载 == 运算符用于比较操作

FORCEINLINE  UBOOL  operator==(const FNAME& other) const
{
		return  Index == Other.Index  &&  Number == Other.Number;
}

对FName对象的比较有两种方式，第一种是通过重载关系运算符==，首先比较索引（这个索引是保存在Names数组中的索引值），第二种实现了一个compare函数，不同之处在于两个FName对象不等时compare函数的返回值将根据字母表的升序来返回小于0或者大于0。

INT  FName::Compare(const  FName& other) const
{
		if (GetIndex() == Other.GetIndex())
		{
		    return GetNumber() – Other.GetNumber();
		}
		else
		…
}

可以看到比较两个FName对象时，先比较二者的Index，如果不等则退化为调用传统的字符比较函数（正常情况下经由FName的构造函数调用FName::Init()都会生成对应的Index）。

3.FName的一些特殊处理

static 	TArrayNoInit	Names;

static	FNameEntry*		NameHash[65536];

在前面FName的定义中，看到除了定义NameHash数组之外，还定义了一个Names数组，这是为什么？两个数组在功能上有什么不同之处？

其原因在于hash table可以快速查找，却不能随机存取一个元素，当需要根据Index来获取一个FNameEntry对象时，在Names数组中通过下标直接存取效率会更高，这样做弥补了hash table无法随机存取的缺点。

在FName::Init()中，有提到最后一个参数bSplitName是分割标示符，而在实际的使用中，假设我们将其置为TRUE，传入“test1”，发现调用分割函数FName::SplitNameWithCheck()并没有成功。查看FName::SplitNameWithCheck()的代码后，发现分割函数只是针对类似“test_1”这样格式的字符串进行分割，经过与同事的交流得知，Unreal编辑生成的资源文件多是以这样格式命名(或者在内部处理时将对象的命名统一格式)以加快处理速度。