设计模式之责任链模式

最新推荐文章于 2025-05-01 22:43:58 发布

编程智界

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文章标签：设计模式责任链模式 c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/karl2000/article/details/138556725

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问题背景

在一个客户支持系统中，客户请求可以被不同级别的支持人员处理。这些请求可以是简单的查询，如账号问题，或复杂的技术问题，如软件故障。不同级别的支持包括：

前台支持：处理最基本的查询，如账户信息和服务状态。
技术支持：处理更复杂的技术问题，需要专业知识。
开发团队：处理那些需要深入系统内部调查的高级问题。

这种多层级处理的需求要求系统能自动识别和转发请求到合适的处理者，而不需要客户手动选择。我们希望设计一个系统，能够根据问题的复杂性自动沿着支持链传递请求，直到找到合适的处理者。

问题分析

责任链模式在这里非常适用。我们可以将每个支持级别视为链中的一个节点，每个节点决定它是否能处理当前的请求或者应该将请求传递给链中的下一个对象。通过这种方式，我们可以动态地添加或修改处理流程，提高系统的灵活性和可维护性。

代码部分

定义处理者接口
我们首先定义一个处理者抽象类，它包含处理请求的方法和一个用于设置下一个处理者的方法。

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

// 抽象处理者类
class Handler {
protected:
    Handler* next;  // 指向链中下一个处理者的指针

public:
    Handler() : next(nullptr) {}
    virtual ~Handler() {}

    void setNext(Handler* nextHandler) {
        next = nextHandler;
    }

    virtual void handleRequest(const string& request) {
        if (next != nullptr) {
            next->handleRequest(request);
        } else {
            cout << "No one could handle the request: " << request << endl;
        }
    }
};

创建具体的处理者类
然后，我们定义几个具体的处理者类：前台支持、技术支持和开发团队。

// 前台支持
class Reception : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        if (request == "Account Issue") {
            cout << "Reception handles " << request << endl;
        } else {
            cout << "Reception passes the " << request << " to the next handler" << endl;
            Handler::handleRequest(request);
        }
    }
};

// 技术支持
class TechSupport : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        if (request == "Software Issue") {
            cout << "Tech Support handles " << request << endl;
        } else {
            cout << "Tech Support passes the " << request << " to the next handler" << endl;
            Handler::handleRequest(request);
        }
    }
};

// 开发团队
class Development : public Handler {
public:
    void handleRequest(const string& request) override {
        cout << "Development handles " << request << endl;
    }
};

在main函数中演示责任链模式
最后，我们在main函数中设置责任链并测试不同的请求。

int main() {
    Reception reception;
    TechSupport techSupport;
    Development development;

    // 构建链
    reception.setNext(&techSupport);
    techSupport.setNext(&development);

    // 不同的请求
    reception.handleRequest("Account Issue");
    reception.handleRequest("Software Issue");
    reception.handleRequest("Complex System Issue");

    return 0;
}

代码分析

在我们的客户支持系统示例中，责任链模式提供了一种有效的方法来处理不同级别的请求，具有以下关键优点：

解耦请求的发送者和接收者：

请求发送者（客户）不需要知道哪一个具体的对象（支持人员）会处理它的请求。这种解耦使得系统更易于管理和维护。

增强了系统的灵活性：

通过改变链中的成员或调整它们的顺序，我们可以动态地改变请求的处理逻辑，而无需修改现有代码。

提高了处理的扩展性：

新的处理类可以很容易地被添加到现有的链中，只需设置它的前一个和/或下一个连接即可，这有助于系统的成长和扩展。

代码的关键点

抽象处理者（Handler**）**：
- 所有的处理者类都继承自Handler抽象类，这个类提供了处理请求的基本方法和链中下一个对象的链接。这是责任链模式的核心，保证了处理流程的连贯性。
具体处理者（Reception**, TechSupport, Development）**：
- 每个具体处理者类都实现了handleRequest方法，以处理它能处理的请求类型。如果遇到它不能处理的请求，则调用基类的handleRequest方法，将请求传递给链中的下一个对象。
客户端的设置（main****函数中的链设置）：
- 客户端通过setNext方法设置责任链的结构。这种动态的链设置增加了系统配置的灵活性。

责任链模式的编程要点可以总结为以下几个关键方面：

定义处理者接口：创建一个处理者抽象基类或接口（如 Handler），其中定义了处理请求的方法（handleRequest()）以及设置下一个处理者的方法（setNext()）。这为所有具体处理者定义了一个通用的接口。
实现具体处理者：实现具体的处理者类，如 Reception、TechSupport 和 Development。每个具体处理者类继承自处理者基类，并实现了处理请求的方法。在这个方法中，处理者决定是否处理请求或将请求传递给责任链中的下一个处理者。
处理或传递请求：在具体处理者的 handleRequest() 方法中，首先判断是否有能力处理当前请求。如果能处理，则进行处理；如果不能处理，则调用基类的 handleRequest() 方法，将请求传递给链中的下一个处理者。
设置责任链：在客户端配置责任链的结构，即设置各个处理者的顺序。通过调用 setNext() 方法将各个处理者连接起来，形成链式结构。
优雅地处理未解决的请求：在责任链的末端，如果没有处理者能处理请求，应有一个机制来优雅地处理这种情况，例如在处理者基类的 handleRequest() 方法中打印一条消息表示请求无法被处理。
灵活性和扩展性：责任链模式允许动态地添加或修改处理链，提高了系统的灵活性和可维护性。可以在运行时根据需要重新组织责任链，或者增加新的处理者类型。
解耦发送者和接收者：责任链模式使得请求的发送者无需知道具体的接收者，只需要知道链存在即可。这样做降低了系统各部分之间的耦合度。