为一副通用纸牌设计数据结构

大家好，我是易安，今天我们来聊一道笔试题，这也是我曾经面试华为时做过的题，今天分享给大家。

题目：

如何设计一个通用的扑克牌数据结构？请解释如何继承它来实现特定的扑克游戏，以及如何继承这些数据结构来实现二十一点游戏。

建议：请先在IDE上尝试解法，然后再去看解决方案

解决方案：

首先，我们需要认识到“通用”的扑克牌可以有很多种。通用可能意味着可以用于类似扑克的游戏的标准牌组，或者甚至可以扩展到Uno或棒球卡。

实现特定的扑克牌游戏

假设这个牌组是一个标准的52张牌组，就像你在二十一点或扑克游戏中看到的那样。如果是这样，设计可能看起来像这样：

这里的结构很清晰：一副牌包含四种花色和13张牌。每张牌的数字值从1到13。如果您考虑一下扑克牌游戏，不同的游戏有不同的发牌和回收牌的方式。因此，我们可以在“Deck”类中有一组抽象方法，以允许子类实现其自己的发牌方式。我画的类图在这里：

Java版本：

这里只是写了大概的流程节点，关键需要你自己补充

要设计一个通用的扑克牌数据结构，可以考虑使用以下类来表示扑克牌：

public class Card {
    private final Suit suit; // 花色
    private final Rank rank; // 点数

    public Card(Suit suit, Rank rank) {
        this.suit = suit;
        this.rank = rank;
    }

    // Getter and Setter methods

    @Override
    public String toString() {
        return rank + " of " + suit;
    }
}

public enum Suit {
    CLUBS, DIAMONDS, HEARTS, SPADES;
}

public enum Rank {
    ACE, TWO, THREE, FOUR, FIVE, SIX, SEVEN, EIGHT, NINE, TEN, JACK, QUEEN, KING;
}

Card类有两个实例变量：suit和rank，分别表示花色和点数。Suit和Rank分别是枚举类型，用于限定花色和点数的范围。通过这个类，我们可以轻松地创建一副扑克牌。

为了实现特定的扑克游戏，可以创建一个继承自Card的类，来表示具有特殊规则的游戏中的牌。例如，在五十二张牌的德州扑克中，有四种花色和十三种点数，但是在游戏中，有一张叫做“大王”的牌，它并不属于上述任何一种花色或点数。可以创建一个TexasHoldemCard类，继承自Card类，并添加一个名为isJoker()的方法，用于判断该牌是否为“大王”。

public class TexasHoldemCard extends Card {
    private boolean isJoker;

    public TexasHoldemCard(Suit suit, Rank rank) {
        super(suit, rank);
        this.isJoker = false;
    }

    public boolean isJoker() {
        return isJoker;
    }

    public void setJoker(boolean joker) {
        isJoker = joker;
    }
}

在TexasHoldemCard类中，添加了一个名为isJoker()的方法，用于判断该牌是否为“大王”。如果是“大王”，则返回true；否则返回false。

为了实现二十一点游戏，可以创建一个名为Blackjack的类，继承自Card类，用于表示二十一点游戏中的牌。在二十一点游戏中，每张牌都有一个点数，其中A牌可以表示1或11点，而J、Q、K牌都表示10点。因此，在Blackjack类中，需要添加一个名为getValue()的方法，用于返回该牌的点数。

public class BlackjackCard extends Card {
    public BlackjackCard(Suit suit, Rank rank) {
        super(suit, rank);
    }

    public int getValue() {
        switch (rank) {
            case TWO:
                return 2;
            case THREE:
                return 3;
            case FOUR:
             return 4;
        case FIVE:
            return 5;
        case SIX:
            return 6;
        case SEVEN:
            return 7;
        case EIGHT:
            return 8;
        case NINE:
            return 9;
        case TEN:
        case JACK:
        case QUEEN:
        case KING:
            return 10;
        case ACE:
            return 1; // A牌默认为1点
        default:
            throw new IllegalStateException("Unexpected value: " + rank);
    }
 }
}

在BlackjackCard类中，添加了一个名为getValue()的方法，用于返回该牌的点数。在此方法中，使用了一个switch语句，根据不同的点数返回不同的点数值。需要注意的是，A牌的点数可以为1或11，但是在此方法中默认为1。

现在，我们已经设计了通用的扑克牌数据结构，并且使用继承的方式，实现了特定的扑克游戏和二十一点游戏。下面是一个简单的例子，展示如何使用上述代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card = new Card(Suit.HEARTS, Rank.ACE);
        System.out.println(card); // Output: ACE of HEARTS

        TexasHoldemCard joker = new TexasHoldemCard(Suit.CLUBS, Rank.ACE);
        joker.setJoker(true);
        System.out.println(joker.isJoker()); // Output: true

        BlackjackCard king = new BlackjackCard(Suit.SPADES, Rank.KING);
        System.out.println(king.getValue()); // Output: 10
    }
}

在上述代码中，首先创建了一个普通的扑克牌对象，然后创建了一个继承自Card的TexasHoldemCard对象，该对象被标记为“大王”，最后创建了一个继承自Card的BlackjackCard对象，表示一张K牌，其点数为10。

运行该程序，输出结果为:

ACE of HEARTS
true
10

这表明我们成功地创建了一个通用的扑克牌数据结构，并使用继承的方式，实现了特定的扑克游戏和二十一点游戏。

完整代码如下：

public class Card {
    private final Suit suit; // 花色
    private final Rank rank; // 点数

    public Card(Suit suit, Rank rank) {
        this.suit = suit;
        this.rank = rank;
    }

    public Suit getSuit() {
        return suit;
    }

    public Rank getRank() {
        return rank;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return rank + " of " + suit;
    }
}

enum Suit {
    CLUBS, DIAMONDS, HEARTS, SPADES;
}

enum Rank {
    ACE, TWO, THREE, FOUR, FIVE, SIX, SEVEN, EIGHT, NINE, TEN, JACK, QUEEN, KING;
}

public class TexasHoldemCard extends Card {
    private boolean isJoker;

    public TexasHoldemCard(Suit suit, Rank rank) {
        super(suit, rank);
        this.isJoker = false;
    }

    public boolean isJoker() {
        return isJoker;
    }

    public void setJoker(boolean joker) {
        isJoker = joker;
    }
}

public class BlackjackCard extends Card {
    public BlackjackCard(Suit suit, Rank rank) {
        super(suit, rank);
    }

    public int getValue() {
        switch (rank) {
            case TWO:
                return 2;
            case THREE:
                return 3;
            case FOUR:
                return 4;
            case FIVE:
                return 5;
            case SIX:
                return 6;
            case SEVEN:
                return 7;
            case EIGHT:
                return 8;
            case NINE:
                return 9;
            case TEN:
            case JACK:
            case QUEEN:
            case KING:
                return 10;
            case ACE:
                return 1; // A牌默认为1点
            default:
                throw new IllegalStateException("Unexpected value: " + rank);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card = new Card(Suit.HEARTS, Rank.ACE);
        System.out.println(card); // Output: ACE of HEARTS

        TexasHoldemCard joker = new TexasHoldemCard(Suit.CLUBS, Rank.ACE);
        joker.setJoker(true);
        System.out.println(joker.isJoker()); // Output: true

        BlackjackCard king = new BlackjackCard(Suit.SPADES, Rank.KING);
        System.out.println(king.getValue()); // Output: 10
    }
}