责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)
责任链模式是一种行为设计模式,它允许你将请求沿着处理者链进行发送,直到其中一个处理者能够处理该请求为止。
核心概念
- 处理者(Handler):定义一个处理请求的接口,通常包含一个方法来处理请求和设置下一个处理者的方法。
- 具体处理者(Concrete Handler):实现处理请求的具体逻辑,如果可以处理请求则处理,否则将请求传递给链中的下一个处理者。
- 客户端(Client):组装责任链并向链的头部发起请求。
模式结构
Handler
|__ setNext(handler: Handler)
|__ handle(request: Request)
ConcreteHandlerA
|__ handle(request: Request)
ConcreteHandlerB
|__ handle(request: Request)
实现示例(cpp)
#include <iostream>
#include <string>
// 报销请求类
class QingQiu {
public:
QingQiu(std::string name, double amount)
: employeeName(name), amount(amount) {
}
std::string getEmployeeName() const { return employeeName; }
double getAmount() const { return amount; }
private:
std::string employeeName;
double amount;
};
// 抽象审批者
class ChouXiangChuLiRen {
public:
virtual ~ChouXiangChuLiRen() = default;
void setNextChuLiRen(ChouXiangChuLiRen* next) {
nextChuLiRen = next;
}
virtual void ChuLiRequest(const QingQiu& request) {
if (canChuLi(request.getAmount())) {
ChuLi(request);
}
else if (nextChuLiRen != nullptr) {
std::cout << getName() << "无法审批,转交给"
<< nextChuLiRen->getName() << std::endl;
nextChuLiRen->ChuLiRequest(request);
}
else {
std::cout << "无人能够审批此报销单!金额: "
<< request.getAmount() << std::endl;
}
}
protected:
virtual bool canChuLi(double amount) = 0;
virtual void ChuLi(const QingQiu& request) = 0;
virtual std::string getName() = 0;
private:
ChouXiangChuLiRen* nextChuLiRen = nullptr;
};
// 部门经理(可审批≤1000元)
class DepartmentManager : public ChouXiangChuLiRen {
protected:
bool canChuLi(double amount) override {
return amount <= 1000;
}
void ChuLi(const QingQiu& request) override {
std::cout << "部门经理审批了" << request.getEmployeeName()
<< "的报销单,金额: " << request.getAmount() << "元" << std::endl;
}
std::string getName() override { return "部门经理"; }
};
// 财务总监(可审批≤5000元)
class FinanceDirector : public ChouXiangChuLiRen {
protected:
bool canChuLi(double amount) override {
return amount <= 5000;
}
void ChuLi(const QingQiu& request) override {
std::cout << "财务总监审批了" << request.getEmployeeName()
<< "的报销单,金额: " << request.getAmount() << "元" << std::endl;
}
std::string getName() override { return "财务总监"; }
};
// 总经理(可审批>5000元)
class GeneralManager : public ChouXiangChuLiRen {
protected:
bool canChuLi(double amount) override {
return true; // 总经理可以审批任何金额
}
void ChuLi(const QingQiu& request) override {
std::cout << "总经理审批了" << request.getEmployeeName()
<< "的报销单,金额: " << request.getAmount() << "元" << std::endl;
}
std::string getName() override { return "总经理"; }
};
int main() {
// 创建审批人
DepartmentManager manager;
FinanceDirector director;
GeneralManager gm;
// 设置责任链
manager.setNextChuLiRen(&director);
director.setNextChuLiRen(&gm);
// 创建报销请求
QingQiu request1("张三", 800);
QingQiu request2("李四", 3500);
QingQiu request3("王五", 8000);
QingQiu request4("赵六", 12000);
// 处理报销请求
std::cout << "===== 处理报销请求 =====" << std::endl;
manager.ChuLiRequest(request1);
std::cout << "-----------------------" << std::endl;
manager.ChuLiRequest(request2);
std::cout << "-----------------------" << std::endl;
manager.ChuLiRequest(request3);
std::cout << "-----------------------" << std::endl;
manager.ChuLiRequest(request4);
return 0;
}
输出结果
===== 处理报销请求 =====
部门经理审批了张三的报销单,金额: 800元
-----------------------
部门经理无法审批,转交给财务总监
财务总监审批了李四的报销单,金额: 3500元
-----------------------
部门经理无法审批,转交给财务总监
财务总监无法审批,转交给总经理
总经理审批了王五的报销单,金额: 8000元
-----------------------
部门经理无法审批,转交给财务总监
财务总监无法审批,转交给总经理
总经理审批了赵六的报销单,金额: 12000元
代码特点
- 简单清晰:只保留了责任链模式的核心结构
- 真实场景:模拟了实际工作中的报销审批流程
- 易于扩展:可以轻松添加新的审批级别或修改审批金额限制
- 明确展示:输出清晰地显示了请求在责任链中的传递过程
这个例子完美展示了责任链模式如何处理不同级别的请求,以及如何将请求沿着链条传递直到找到合适的处理者。
优点
- 降低耦合度:请求发送者不需要知道哪个对象会处理请求。
- 动态组合:可以在运行时动态改变链中的处理者或它们的顺序。
- 单一职责原则:每个处理者只负责自己能处理的请求。
- 开闭原则:可以新增处理者而不修改现有代码。
缺点
- 请求可能不被处理:如果没有处理者能够处理请求,请求可能会到达链的末端而不被处理。
- 性能问题:较长的责任链可能会影响性能,特别是在链的末端才能处理请求时。
适用场景
- 当程序需要使用不同方式处理不同种类请求,而且请求类型和顺序预先未知时。
- 当必须按顺序执行多个处理者时。
- 当处理者及其顺序需要在运行时改变时。
实际应用示例
- Java Servlet中的过滤器链:每个过滤器都可以决定是否将请求传递给下一个过滤器。
- 异常处理:try-catch块可以看作是一个责任链。
- 日志系统:不同级别的日志由不同的处理器处理。
- 审批流程:如请假审批,不同级别的领导处理不同天数的请假请求。
责任链模式通过将多个处理者连接成一条链,并沿着这条链传递请求,直到有一个处理者能够处理它,从而实现了请求发送者和接收者的解耦。