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20.责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

article 2025/2/8 9:29:24

定义

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，它使得多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将多个处理对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止。每个对象在处理请求时，可以决定将请求传递给链中的下一个对象。

特性

请求传递：请求沿着责任链传递，每个处理对象有机会处理请求，但只有一个对象最终会处理它。
解耦发送者和接收者：请求的发送者不需要知道谁会处理请求，只需将请求传递给链上的第一个对象即可。

场景

适用场景:

请求处理逻辑多样：当请求的处理逻辑不确定且可以有多个不同的处理方式时，责任链模式提供了一个灵活的结构来组织这些处理方式。
请求需要按顺序进行处理：请求需要按一定的顺序依次被多个对象处理，每个对象都可能做出不同的处理。
解耦请求发送者和接收者：当请求的发送者不关心具体的处理者时，责任链模式能够将请求的处理过程与具体处理者解耦。
条件判断复杂：当多个条件影响请求的处理时，通过链条将条件分散到不同的处理节点中进行判断。

应用场景

权限管理：多个权限验证对象按顺序验证用户权限，直到验证通过为止。
事件处理系统：事件可以被多个处理器处理，依照顺序进行处理，直到某个处理器完成操作。
日志记录：多个日志记录器可以按顺序处理日志请求，每个记录器可以选择是否记录日志。

类设计

责任链模式通常包括以下几个角色：

Handler（处理者接口）：定义处理请求的接口，通常包含 setNext() 和 handleRequest() 方法。
ConcreteHandler（具体处理者）：实现 Handler 接口，处理具体的请求。每个具体处理者可以处理请求，也可以将请求传递给下一个处理者。
Client（客户端）：客户端构建责任链并发送请求。

代码实现

我们通过设计一个 审批系统 来演示责任链模式。在这个系统中，多个审批者（如经理、总监、CEO）按顺序处理请假申请，每个审批者可以根据自己的权限决定是否批准请求。如果不能处理，请求将传递给下一个审批者。

1. 定义处理者接口（Handler）

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

// 处理者接口
class Approver {
protected:
    Approver* nextApprover;  // 下一个处理者

public:
    Approver() : nextApprover(nullptr) {}

    void setNext(Approver* next) {
        nextApprover = next;  // 设置下一个处理者
    }

    virtual void handleRequest(int days) = 0;  // 处理请求

    virtual ~Approver() {}
};

Approver 是处理者接口，定义了 setNext() 方法来设置下一个处理者，并定义了 handleRequest() 方法来处理请求。

2. 定义具体处理者类（ConcreteHandler）

// 经理审批者
class Manager : public Approver {
public:
    void handleRequest(int days) override {
        if (days <= 2) {
            cout << "Manager approved the leave request for " << days << " days." << endl;
        } else if (nextApprover) {
            nextApprover->handleRequest(days);  // 转发请求给下一个处理者
        } else {
            cout << "Manager cannot approve the leave request for " << days << " days." << endl;
        }
    }
};

// 总监审批者
class Director : public Approver {
public:
    void handleRequest(int days) override {
        if (days <= 5) {
            cout << "Director approved the leave request for " << days << " days." << endl;
        } else if (nextApprover) {
            nextApprover->handleRequest(days);  // 转发请求给下一个处理者
        } else {
            cout << "Director cannot approve the leave request for " << days << " days." << endl;
        }
    }
};

// CEO审批者
class CEO : public Approver {
public:
    void handleRequest(int days) override {
        cout << "CEO approved the leave request for " << days << " days." << endl;
    }
};

Manager、Director 和 CEO 都是具体的处理者类，继承自 Approver 并实现 handleRequest() 方法。
每个处理者根据请求的天数来决定是否处理请求。如果一个处理者无法处理请求，它将请求传递给下一个处理者。

3. 客户端调用

int main() {
    // 创建处理者
    Approver* manager = new Manager();
    Approver* director = new Director();
    Approver* ceo = new CEO();

    // 设置责任链
    manager->setNext(director);
    director->setNext(ceo);

    // 客户端发送请求
    cout << "Requesting leave for 1 day:" << endl;
    manager->handleRequest(1);  // Manager handles

    cout << "\nRequesting leave for 3 days:" << endl;
    manager->handleRequest(3);  // Director handles

    cout << "\nRequesting leave for 7 days:" << endl;
    manager->handleRequest(7);  // CEO handles

    // 清理内存
    delete manager;
    delete director;
    delete ceo;

    return 0;
}

4. 输出结果

Requesting leave for 1 day:
Manager approved the leave request for 1 days.

Requesting leave for 3 days:
Director approved the leave request for 3 days.

Requesting leave for 7 days:
CEO approved the leave request for 7 days.