【Unity】インターフェイス

インターフェイスとは？

Unity開発でより柔軟で保守性の高いコードを書きたいと思ったことはありませんか？

異なるクラス間で共通の機能を統一的に扱えるようになり、テストしやすく拡張性の高い設計を実現できる——それがインターフェイスの力です。

インターフェイスとは、クラスが持つべき機能を決めるための設計図のようなものです。

実際の処理は持っておらず、インターフェイスを継承したクラスに対して「この機能を必ず実装してね」という約束事を定義します。

一見すると抽象的で難しく感じるかもしれませんが、実はUnity開発における多くの課題を解決してくれる強力な仕組みです。

例えば、プレイヤーキャラクターの入力処理、敵AIの行動パターン、UIの表示切り替えなど、様々な場面でインターフェイスが活躍します。

インターフェイスの役割

1.共通の決まりを定義する

インターフェイスには、クラスや構造体が実装するべきメソッド、プロパティなどを定義します。

継承先ではそれらの機能を実装していないとコンパイルエラーになるので、

継承先では必ずそれらの機能を持っているため、異なるクラス間で共通の機能を統一的に扱えるようになります。

動物を例に、以下のインターフェイスを定義しました。

鳴く機能を持たせるためメソッドがあります。

public interface IAnimal
{
		// 鳴く
		void MakeSound();
}

IAnimalを継承したクラスを定義する場合は、MakeSoundメソッドを必ず実装する必要があります。

public class Dog : IAnimal
{
		public void MakeSound()
		{
				Debug.Log("ワン");
		}
}

public class Cat : IAnimal
{
		public void MakeSound()
		{
				Debug.Log("ニャーン");
		}
}

2.多態性を実現する

インターフェイスを使うことで、異なる型のオブジェクトを共通のインターフェイス型で扱うことができます。

これによって、より柔軟で拡張性が高いコード設計が可能になります。

前段の例で、IAnimalを継承した動物のクラスをいくつかあるとします。

それらはIAnimalを継承しているので、IAnimal型のコレクションにまとめることができます。

var dog = new Dog();
var cat = new Cat();
var bird = new Bird();
var sheep = new Sheep();

IList<IAnimal> animals = new()
{
	dog,
	cat,
	bird,
	sheep
};

foreach(var animal in animals)
{
	// 動物毎に鳴き声を再生
	animal.MakeSound();
}

3.疎結合な設計を可能にする

クラス間の依存関係を具体的なクラスではなくインターフェイスにすることで、疎結合な設計ができます。

これによりテストのしやすさや再利用性が高まり、メンテナンスしやすいコードになります。

以下にゲームコントローラの入力を表現する簡易のインターフェイスを用意しました。

IGamePadインターフェイスを継承した、

実際の入力を返すGamePadと

ランダムで入力を返すRandomInputを用意しました。

public interface IGamePad
{
	bool IsButtonDown();
}

public class GamePad : IGamePad
{
	public bool IsButtonDown()
	{
		return /* ゲームパッドのボタンの状態を返す */;
	}
}

public class RandomInput : IGamePad
{
	public bool IsButtonDown()
	{
		return random(0, 100) < 50; // 半分の確率でボタンを押したことにする
	}
}

以下のPlayerクラスのコンストラクタには、IGamePadインターフェイスを継承しているクラスを渡すことができます。

public class Player
{
	private readonly IGamePad _gamePad;
	
	public Player(IGamePad gamePad)
	{
		_gamePad = gamePad;
	}
	
	public void Update()
	{
		if(_gamePad.IsButtonDown())
		{
				// ジャンプさせる
		}
	}
}

通常時はGamePadクラスを渡しゲームコントーラの入力に応じて動作させられます。

所謂ガチャ押しの状態を表現してテストしたい場合にRandomInputをクラスを渡してランダムな操作をすることもできます。

この際Playerクラスは特に変更の必要もありません。

これ以外に過去の入力情報を保存しておいて再現させる、といったことも実現できそうです。

まとめ

インターフェイスは慣れないと一見難しく感じるかもしれませんが、

「共通のルールを決めて、いろいろなクラスを同じように使えるようにする仕組み」と考えると分かりやすいんじゃないでしょうか。

沢山の似たような機能を量産する場合、同じインターフェイスを継承しておくことで機能を共通化できます。

今回のような簡単なサンプルコードではあまり伝わらないかもしれませんが、

是非ご自身のプロジェクトにも取り入れてみてください。

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