责任链模式

码事漫谈

发布于 2024-12-20 12:56:58

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责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）详解

1. 定义

责任链模式是一种行为型设计模式，它允许多个对象都有机会处理请求，而无需请求的发送者知道具体哪个对象会处理。将这些对象连成一条链，沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。

通俗解释： 想象一个公司中请假审批的过程，员工的请假单会沿着一个审批链，从主管到经理再到总监，直到某个人批准或拒绝为止。

2. 使用场景

使用场景	描述
多个对象可以处理同一请求	请求的处理者是动态决定的，不固定在一个对象上。
需要避免请求发送者与处理者的耦合	请求发送者无需知道谁会处理请求，只需将请求交给责任链的起点。
多个处理者按顺序处理请求	请求会沿着责任链依次传递，直到被某个处理者处理或达到链的末尾。

3. 优点与缺点

优点	缺点
降低耦合度：请求发送者与处理者分离。	性能问题：责任链过长会影响系统性能。
灵活性高：可以动态调整责任链的结构。	调试困难：请求沿链传递，可能难以跟踪和调试。
增强扩展性：新增处理者只需加入链中即可。	可能无响应：若无合适处理者，可能导致请求未被处理。

markdown输出表格

4. 责任链模式的组成

Handler（处理者接口） 定义一个处理请求的方法，并包含指向下一个处理者的引用。
ConcreteHandler（具体处理者） 实现处理者接口，根据自身逻辑决定是否处理请求或将其传递给下一个处理者。
Client（客户端） 创建责任链并向链的起点提交请求。

5. 使用案例

示例描述：

一个在线客服系统，用户的请求会依次传递给客服助手、普通客服、高级客服，直到请求被处理。

C++ 示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

// 抽象处理者
class Handler {
protected:
    Handler* nextHandler = nullptr; // 下一个处理者
public:
    virtual ~Handler() {}
    void setNext(Handler* handler) {
        nextHandler = handler;
    }
    virtual void handleRequest(const string& request) {
        if (nextHandler) {
            nextHandler->handleRequest(request);
        } else {
            cout << "Request could not be handled: " << request << endl;
        }
    }
};

// 具体处理者1：客服助手
class AssistantHandler : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        if (request == "simple") {
            cout << "Assistant handled the request: " << request << endl;
        } else if (nextHandler) {
            nextHandler->handleRequest(request);
        }
    }
};

// 具体处理者2：普通客服
class CustomerHandler : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        if (request == "moderate") {
            cout << "Customer Service handled the request: " << request << endl;
        } else if (nextHandler) {
            nextHandler->handleRequest(request);
        }
    }
};

// 具体处理者3：高级客服
class SeniorHandler : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        if (request == "complex") {
            cout << "Senior Service handled the request: " << request << endl;
        } else if (nextHandler) {
            nextHandler->handleRequest(request);
        }
    }
};

// 客户端代码
int main() {
    Handler* assistant = new AssistantHandler();
    Handler* customer = new CustomerHandler();
    Handler* senior = new SeniorHandler();

    // 构建责任链
    assistant->setNext(customer);
    customer->setNext(senior);

    // 测试
    assistant->handleRequest("simple");
    assistant->handleRequest("moderate");
    assistant->handleRequest("complex");
    assistant->handleRequest("unknown");

    // 清理
    delete assistant;
    delete customer;
    delete senior;
    return 0;
}

C# 示例

using System;

// 抽象处理者
abstract class Handler {
    protected Handler NextHandler;

    public void SetNext(Handler handler) {
        NextHandler = handler;
    }

    public virtual void HandleRequest(string request) {
        if (NextHandler != null) {
            NextHandler.HandleRequest(request);
        } else {
            Console.WriteLine($"Request could not be handled: {request}");
        }
    }
}

// 具体处理者1：客服助手
class AssistantHandler : Handler {
    public override void HandleRequest(string request) {
        if (request == "simple") {
            Console.WriteLine($"Assistant handled the request: {request}");
        } else if (NextHandler != null) {
            NextHandler.HandleRequest(request);
        }
    }
}

// 具体处理者2：普通客服
class CustomerHandler : Handler {
    public override void HandleRequest(string request) {
        if (request == "moderate") {
            Console.WriteLine($"Customer Service handled the request: {request}");
        } else if (NextHandler != null) {
            NextHandler.HandleRequest(request);
        }
    }
}

// 具体处理者3：高级客服
class SeniorHandler : Handler {
    public override void HandleRequest(string request) {
        if (request == "complex") {
            Console.WriteLine($"Senior Service handled the request: {request}");
        } else if (NextHandler != null) {
            NextHandler.HandleRequest(request);
        }
    }
}

// 客户端代码
class Program {
    static void Main() {
        Handler assistant = new AssistantHandler();
        Handler customer = new CustomerHandler();
        Handler senior = new SeniorHandler();

        // 构建责任链
        assistant.SetNext(customer);
        customer.SetNext(senior);

        // 测试
        assistant.HandleRequest("simple");
        assistant.HandleRequest("moderate");
        assistant.HandleRequest("complex");
        assistant.HandleRequest("unknown");
    }
}

责任链模式的类图

6. 责任链模式与其他模式对比

特性	责任链模式	状态模式
核心作用	请求沿链传递，直到某个对象处理或结束。	对象在不同状态间切换，行为取决于当前状态。
封装性	封装请求处理逻辑与发送逻辑。	封装状态相关的行为。
使用场景	多个处理者可能对同一请求感兴趣。	对象行为会随状态而变化。
是否有请求终点	可能无终点，请求可能未被处理。	总有状态，行为不会丢失。