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用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

分类: 文章 • 2023-11-16 18:27:13

在面向对象编程的思想中，接口是一个非常重要的概念。按书上介绍的，使用接口，可以实现运行时多态、易维护、易拓展等等优点。拥有多年编程经验的人应该能理解这些话的含义，对于一个初学编程的萌新来说，看完这段话完全不知所云。那今天我用《英雄联盟》为背景，详细的分析一下接口在面向对象编程中的作用，以及使用接口的优势。

这次使用java作为编写demo的语言，主要原因有两个：

  1. java是最流行的编程语言，基本上学过编程的都会java语言；
  2. java是一门对面向对象特性支持比较好的语言；

还记得我刚开始学习java的时候，就很不理解接口的作用，感觉接口优点多余。

例如我定义了一个接口，但是我在实现这个接口的类中还要写接口的实现方法，那我不如直接就在这个类中写实现方法岂不是更便捷，还省去了定义接口

相信不止我一个人有过这样的疑惑吧。

后来随着写代码，看阅读别人的代码，逐渐开始理解接口的作用了，慢慢觉得接口是一个非常方便和牛逼的东西。

教材上，网上解释接口的例子大多数使用定义一个Animal接口，然后Dog实现了这个接口，Cat实现了这个接口；还有一种用USB接口举例。大多数人看完还是一脸懵逼。

现在用一种新的方式——《英雄联盟》为背景介绍一下。

说了这么半天，开始进入正题吧。

先圈两个重点：

  1. Java之所以要有接口，是因为java不支持多继承，使用接口，可以间接的实现多继承的一些特性；像C++就不存在接口这个东西，因为C++支持多继承
  2. 在面向对象的概念中，子类（派生类）可以自动转换为父类（基类）类型；也就是说，A类实现了接口B，那么A的实例化对象可以自动转换为B类型
public class Main {
 public static void main(String[] args) { B a = new A(); }}interface B {}class A implements B {}

这样的代码是正确的。

开始demo部分，我们定义一个Skill接口，里面有 Q、W、E、R 四个方法，代表英雄的四个技能。为了简单，被动技能和召唤师技能就不写了。

然后从五个位置上单、打野、中单、ADC、辅助中各挑选一个英雄，作为例子。上路中我最喜欢的是锐雯，打野我玩的最多，纠结了半天选了盲僧。中单里必须选亚索，ADC里选择了暴走萝莉，辅助里选择了锤石。

用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

 

 

先上代码再解释：

//技能接口

interface Skill {

void Q();

void W();

void E();

void R();

}

//放逐之刃-锐雯

class RuiWen implements Skill {

public RuiWen() {

System.out.println("断剑重铸之日,骑士归来之时");

}

@Override

public void Q() {

System.out.println("折翼之舞");

}

@Override

public void W() {

System.out.println("震魂怒吼");

}

@Override

public void E() {

System.out.println("勇往直前");

}

@Override

public void R() {

System.out.println("放逐之锋");

}

}

//盲僧-李青

class LiQing implements Skill {

public LiQing() {

System.out.println("我用双手成就你的梦想");

}

@Override

public void Q() {

System.out.println("天音波/回音击");

}

@Override

public void W() {

System.out.println("金钟罩/铁布衫");

}

@Override

public void E() {

System.out.println("天雷破/摧筋断骨");

}

@Override

public void R() {

System.out.println("猛龙摆尾");

}

}

//疾风剑豪-亚索

class YaSuo implements Skill {

public YaSuo() {

System.out.println("死亡如风,常伴吾生");

}

@Override

public void Q() {

System.out.println("斩钢闪");

}

@Override

public void W() {

System.out.println("风之障壁");

}

@Override

public void E() {

System.out.println("踏前斩");

}

@Override

public void R() {

System.out.println("狂风绝息斩");

}

}

//暴走萝莉-金克斯

class JinKeSi implements Skill {

public JinKeSi() {

System.out.println("规则就是用来打破的");

}

@Override

public void Q() {

System.out.println("枪炮交响曲！");

}

@Override

public void W() {

System.out.println("震荡电磁波！");

}

@Override

public void E() {

System.out.println("嚼火者手雷！");

}

@Override

public void R() {

System.out.println("超究极死神飞弹！");

}

}

//魂锁典狱长-锤石

class ChiShi implements Skill {

public ChiShi() {

System.out.println("我们要怎样进行这令人愉悦的折磨呢");

}

@Override

public void Q() {

System.out.println("死亡判决");

}

@Override

public void W() {

System.out.println("魂引之灯");

}

@Override

public void E() {

System.out.println("厄运钟摆");

}

@Override

public void R() {

System.out.println("幽冥监牢");

}

}

代码有点多，但是很简单，写了5类，对应5个英雄。每个类的构造方法中，打印了这个英雄在排位中被选中时的台词。每个类都实现了skill这个接口，并重写了QWER这4个方法，在方法中打印了这个英雄技能的名称。

在main方法中初始化这5个英雄，并调用每个英雄的QWER这四个技能，代码：

public class Main {
 public static void main(String[] args) { //初始化锐雯释，放技能 Skill ruiWen = new RuiWen(); ruiWen.Q(); ruiWen.W(); ruiWen.E(); ruiWen.R(); //初始化李青，释放技能 Skill liQing = new LiQing(); liQing.Q(); liQing.W(); liQing.E(); liQing.R(); //初始化亚索，释放技能 Skill yaSuo = new YaSuo(); yaSuo.Q(); yaSuo.W(); yaSuo.E(); yaSuo.R(); //初始化金克斯，释放技能 Skill jinKeSi = new JinKeSi(); jinKeSi.Q(); jinKeSi.W(); jinKeSi.E(); jinKeSi.R(); //初始化锤石，释放技能 Skill chuiShi = new ChiShi(); chuiShi.Q(); chuiShi.W(); chuiShi.E(); chuiShi.R(); }}

注意一点：

我们在实例化这5个英雄时，这5个英雄都是Skill类型的

看一下运行结果：

用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

 

 

可以看到，这5个英雄依次被实例化，并释放了QWER这4个技能。

可能到这有的同学没看懂，这和接口有什么关系？接口带来了哪些好处？

简单分析一下:

  1. 接口这个概念，其实就是定义了一种规范。在 Skill 这个接口中，定义了Q、W、E、R这四个方法，只要是实现了这个接口的类，一定会有这四个方法。
  2. 接口可以看做是实现多继承的一种方式（这样说可能不严谨）。java中没有多继承这种机制，失去了一些灵活性。但是去掉多继承后，语法简单了很多，像C++中，因为有多继承，又引入了虚继承的概念。说多了，回到正题。一个类实现一个接口后，可以看做是这个接口的子类，所以，我们在实例化英雄时（new Ruiwen()等），可以直接实例化为 Skill 类型的。

结合这两点，所以我们每一个Skill类型的对象，都可以调用 Q、W、E、R 这四个方法。

有人会提出疑问，我在每个类中都定义 Q、W、E、R 这四个方法不就行了。但是如何保证每个类里都有这四个方法呢？通过接口约束，可以保证，所有实现这个接口的类中，一定有这四个方法。

再通过下面这个用法，看一下接口怎样实现多态的：

import java.util.Scanner;
public class Main { public static void main(String[] args) { Skill hero; Scanner scanner = new Scanner(System.in); switch (scanner.nextInt()) { case 1: hero = new RuiWen(); break; case 2: hero = new LiQing(); break; case 3: hero = new YaSuo(); break; case 4: hero = new JinKeSi(); break; case 5: hero = new ChiShi(); break; default: hero = new RuiWen(); } hero.Q(); hero.W(); hero.E(); hero.R(); }}

简单看一下代码，定义了一个Skill类型的变量hreo。通过输入不同的值，来判断实例化哪一个英雄。最后调用英雄的 Q、W、E、R 方法。

先输入 1 看一下，输入 1 应该是实例化锐雯这个英雄

用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

 

 

没有问题，输入1成功实例化了锐雯这个英雄，并调用了锐雯的四个技能。

再换一个输入值看一下：

用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

 

这次输入了 2 ，实例化了李青这个英雄，并调用了李青的四个技能。简单说一下使用了接口后的优势：

  1. 使用接口后，实现了运行时多态，也就是 hero 具体是哪个类的对象，在编译阶段我们是不知道的，只有当程序运行时，通过我们输入的值才能确定 hero 是哪个类的对象。
  2. 使用了接口后，所有实现了 Skill 接口的类，都可以实例化为 Skill 类型的对象。如果不是这样，那有多少个英雄（类）就要定义多少个变量。现在英雄联盟有145个英雄，那就要定义145个变量，这。。。。
  3.  

用《英雄联盟》解释一下面向对象中接口的作用

 

总结：

  1. 接口的作用是定义了定义了一些规范（也就是定义了一些方法），所有实现了这个接口的类，必须要遵守这些规范（类中一定有这些方法）
  2. 一个类实现了一个接口， 可以看做 是这个接口的子类，注意是可以看做。子类类型可以自动转换为父类类型，所以任何出现接口的地方，都可以使用实现这个接口的类的对象代替。最常见的就是方法中传参，定义一个接口类型的变量，传入一个实现了接口的对象。

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