Interface trong C#

Interface là một danh sách những gì một class cam kết làm được, nhưng không nói làm như thế nào. IDamageable nói "thứ này nhận sát thương được". Quái, thùng gỗ, cửa phá được đều có thể ký cam kết đó, dù chúng chẳng liên quan gì nhau.

Vấn đề: kế thừa không đủ

Thanh kiếm của người chơi chém trúng quái thì quái mất máu, chém trúng thùng gỗ thì thùng vỡ. Thử dùng kế thừa: cho WoodenCrate kế thừa Enemy để có TakeDamage? Thùng gỗ không phải quái, nó sẽ dính theo cả Attack và những thứ vô lý khác. Còn nếu viết code kiếm kiểu "nếu là Enemy thì..., nếu là Crate thì..." thì mỗi thứ phá được mới là một nhánh if mới.

Interface giải quyết đúng chỗ này: kiếm chỉ cần biết mục tiêu "nhận sát thương được", không cần biết nó là gì.

Khai báo và cài đặt interface

Tên interface theo quy ước bắt đầu bằng chữ I. Bên trong chỉ ghi chữ ký method, không có thân hàm.

IDamageable[] targets = { new Slime(), new WoodenCrate() };

foreach (IDamageable target in targets)
{
    target.TakeDamage(15);
}
// Slime còn 15 máu
// Thùng gỗ vỡ tung, rơi ra 1 bình máu

interface IDamageable
{
    void TakeDamage(int amount);
}

class Slime : IDamageable
{
    private int hp = 30;

    public void TakeDamage(int amount)
    {
        hp -= amount;
        Console.WriteLine($"Slime còn {hp} máu");
    }
}

class WoodenCrate : IDamageable
{
    public void TakeDamage(int amount)
    {
        Console.WriteLine("Thùng gỗ vỡ tung, rơi ra 1 bình máu");
    }
}

class Slime : IDamageable nghĩa là Slime cam kết có method TakeDamage(int). Mảng IDamageable[] chứa được cả Slime lẫn thùng gỗ. Vòng lặp gọi TakeDamage mà không cần biết mỗi phần tử là gì.

Lỗi hay gặp: khai báo : IDamageable mà quên viết method, hoặc viết sai tham số. C# báo CS0535 "'WoodenCrate' does not implement interface member 'IDamageable.TakeDamage(int)'". Method cài đặt cũng phải là public, nếu không sẽ gặp CS0737.

Interface không tạo object được: new IDamageable() báo lỗi CS0144. Nó chỉ là cam kết, không phải thứ có thật.

Một class nhiều interface

Class chỉ kế thừa được một class cha, nhưng cài đặt được bao nhiêu interface tùy ý. Viết cách nhau bằng dấu phẩy.

Chest chest = new Chest();
chest.TakeDamage(5);
chest.Interact();
// Rương bị đập, không hề hấn gì
// Mở rương: nhận 200 vàng

interface IDamageable
{
    void TakeDamage(int amount);
}

interface IInteractable
{
    void Interact();
}

class Chest : IDamageable, IInteractable
{
    public void TakeDamage(int amount)
    {
        Console.WriteLine("Rương bị đập, không hề hấn gì");
    }

    public void Interact()
    {
        Console.WriteLine("Mở rương: nhận 200 vàng");
    }
}

Nếu có cả class cha, class cha đứng đầu tiên, interface theo sau: class Boss : Enemy, IDamageable.

Kiểm tra một thứ có interface hay không

Trong game, bạn thường cầm một object mà không biết nó làm được gì. Toán tử is kiểm tra và ép kiểu trong một bước.

object[] thingsInRange = { new Chest(), "Bức tường", new Chest() };

int opened = 0;
foreach (object thing in thingsInRange)
{
    if (thing is IInteractable interactable)
    {
        interactable.Interact();
        opened++;
    }
}
// Mở rương!
// Mở rương!

Console.WriteLine(opened); // 2

interface IInteractable
{
    void Interact();
}

class Chest : IInteractable
{
    public void Interact()
    {
        Console.WriteLine("Mở rương!");
    }
}

Chuỗi "Bức tường" không có IInteractable nên bị bỏ qua.

Trong Unity

Đây là cách rất hay dùng trong Unity: khi đạn chạm vào collider, gọi other.GetComponent<IDamageable>(). Nếu kết quả khác null thì gây sát thương, không cần biết đó là quái, người chơi hay thùng gỗ. Thêm một thứ phá được mới chỉ cần cho script của nó cài IDamageable, code của đạn không phải sửa.

Bài tập

Viết interface IHealable có method Heal(int amount). Cho class Hero (có hp bắt đầu 40, tối đa 100) và class Plant (in "Cây mọc thêm {amount} lá") cài đặt nó. Tạo mảng IHealable[] chứa cả hai, gọi Heal(30) cho từng phần tử.

IHealable[] healables = { new Hero(), new Plant() };

foreach (IHealable h in healables)
{
    h.Heal(30);
}
// Hero hồi máu, hiện có 70
// Cây mọc thêm 30 lá

interface IHealable
{
    void Heal(int amount);
}

class Hero : IHealable
{
    private int hp = 40;
    private const int MaxHp = 100;

    public void Heal(int amount)
    {
        hp = Math.Min(hp + amount, MaxHp);
        Console.WriteLine($"Hero hồi máu, hiện có {hp}");
    }
}

class Plant : IHealable
{
    public void Heal(int amount)
    {
        Console.WriteLine($"Cây mọc thêm {amount} lá");
    }
}