1. 设计模式原理说明
责任链模式(Chain of Responsibility Pattern) 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。每个处理者都可以处理请求,或者将其传递给链上的下一个处理者。这种模式使得多个对象都有机会处理请求,而无需提前指定具体的处理者。这样可以减少请求发送者和接收者之间的耦合。
主要角色
- Handler(抽象处理者):定义了一个处理请求的接口,通常包含一个后继连接,用于指向下一个处理者。
- ConcreteHandler(具体处理者):实现了处理请求的方法,判断是否处理该请求,如果不能处理则将请求转发给下一个处理者。
- Client(客户端):创建处理者对象并组织成一条链,向链中的第一个处理者提交请求。
2. UML 类图及解释
UML 类图
+-----------------+
| Handler |
|-----------------|
| - successor: Handler |
| - setSuccessor(successor: Handler) |
| - handleRequest(request: Request) |
+-----------------+^||v
+-----------------+
| ConcreteHandlerA|
|-----------------|
| - handleRequest(request: Request) |
+-----------------+^||v
+-----------------+
| ConcreteHandlerB|
|-----------------|
| - handleRequest(request: Request) |
+-----------------+
类图解释
- Handler:定义了处理请求的接口,包含一个后继连接(successor),用于指向下一个处理者。
- ConcreteHandlerA 和 ConcreteHandlerB:实现了处理请求的方法,判断是否处理该请求,如果不能处理则将请求转发给下一个处理者。
- Client:创建处理者对象并组织成一条链,向链中的第一个处理者提交请求。
3. 代码案例及逻辑详解
Java 代码案例
// 抽象处理者
abstract class Handler {protected Handler successor;public void setSuccessor(Handler successor) {this.successor = successor;}public abstract void handleRequest(int request);
}// 具体处理者 A
class ConcreteHandlerA extends Handler {@Overridepublic void handleRequest(int request) {if (request >= 0 && request < 10) {System.out.println("ConcreteHandlerA handled request " + request);} else if (successor != null) {successor.handleRequest(request);}}
}// 具体处理者 B
class ConcreteHandlerB extends Handler {@Overridepublic void handleRequest(int request) {if (request >= 10 && request < 20) {System.out.println("ConcreteHandlerB handled request " + request);} else if (successor != null) {successor.handleRequest(request);}}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {Handler handlerA = new ConcreteHandlerA();Handler handlerB = new ConcreteHandlerB();handlerA.setSuccessor(handlerB);handlerA.handleRequest(5); // 应由 ConcreteHandlerA 处理handlerA.handleRequest(15); // 应由 ConcreteHandlerB 处理handlerA.handleRequest(25); // 没有处理者可以处理}
}
C++ 代码案例
#include <iostream>// 抽象处理者
class Handler {
protected:Handler* successor;
public:void setSuccessor(Handler* successor) {this->successor = successor;}virtual void handleRequest(int request) = 0;
};// 具体处理者 A
class ConcreteHandlerA : public Handler {
public:void handleRequest(int request) override {if (request >= 0 && request < 10) {std::cout << "ConcreteHandlerA handled request " << request << std::endl;} else if (successor != nullptr) {successor->handleRequest(request);}}
};// 具体处理者 B
class ConcreteHandlerB : public Handler {
public:void handleRequest(int request) override {if (request >= 10 && request < 20) {std::cout << "ConcreteHandlerB handled request " << request << std::endl;} else if (successor != nullptr) {successor->handleRequest(request);}}
};// 客户端
int main() {Handler* handlerA = new ConcreteHandlerA();Handler* handlerB = new ConcreteHandlerB();handlerA->setSuccessor(handlerB);handlerA->handleRequest(5); // 应由 ConcreteHandlerA 处理handlerA->handleRequest(15); // 应由 ConcreteHandlerB 处理handlerA->handleRequest(25); // 没有处理者可以处理delete handlerA;delete handlerB;return 0;
}
Python 代码案例
# 抽象处理者
class Handler:def __init__(self):self.successor = Nonedef set_successor(self, successor):self.successor = successordef handle_request(self, request):pass# 具体处理者 A
class ConcreteHandlerA(Handler):def handle_request(self, request):if 0 <= request < 10:print(f"ConcreteHandlerA handled request {request}")elif self.successor is not None:self.successor.handle_request(request)# 具体处理者 B
class ConcreteHandlerB(Handler):def handle_request(self, request):if 10 <= request < 20:print(f"ConcreteHandlerB handled request {request}")elif self.successor is not None:self.successor.handle_request(request)# 客户端
if __name__ == "__main__":handlerA = ConcreteHandlerA()handlerB = ConcreteHandlerB()handlerA.set_successor(handlerB)handlerA.handle_request(5) # 应由 ConcreteHandlerA 处理handlerA.handle_request(15) # 应由 ConcreteHandlerB 处理handlerA.handle_request(25) # 没有处理者可以处理
Go 代码案例
package mainimport ("fmt"
)// 抽象处理者
type Handler interface {setSuccessor(successor Handler)handleRequest(request int)
}// 具体处理者 A
type ConcreteHandlerA struct {successor Handler
}func (h *ConcreteHandlerA) setSuccessor(successor Handler) {h.successor = successor
}func (h *ConcreteHandlerA) handleRequest(request int) {if request >= 0 && request < 10 {fmt.Printf("ConcreteHandlerA handled request %d\n", request)} else if h.successor != nil {h.successor.handleRequest(request)}
}// 具体处理者 B
type ConcreteHandlerB struct {successor Handler
}func (h *ConcreteHandlerB) setSuccessor(successor Handler) {h.successor = successor
}func (h *ConcreteHandlerB) handleRequest(request int) {if request >= 10 && request < 20 {fmt.Printf("ConcreteHandlerB handled request %d\n", request)} else if h.successor != nil {h.successor.handleRequest(request)}
}// 客户端
func main() {handlerA := &ConcreteHandlerA{}handlerB := &ConcreteHandlerB{}handlerA.setSuccessor(handlerB)handlerA.handleRequest(5) // 应由 ConcreteHandlerA 处理handlerA.handleRequest(15) // 应由 ConcreteHandlerB 处理handlerA.handleRequest(25) // 没有处理者可以处理
}
4. 总结
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。每个处理者都可以处理请求,或者将其传递给链上的下一个处理者。这种模式使得多个对象都有机会处理请求,而无需提前指定具体的处理者。通过这种方式,可以减少请求发送者和接收者之间的耦合。
主要优点
- 解耦:请求的发送者和接收者之间没有直接的耦合关系,提高了系统的灵活性。
- 增强可扩展性:可以动态地增加或改变处理者的数量和顺序,而不会影响客户端。
- 支持多个处理者:多个处理者可以依次处理同一个请求,增加了系统的灵活性和可配置性。
主要缺点
- 调试困难:由于请求的处理过程是动态的,调试时可能难以跟踪请求的处理路径。
- 性能开销:如果链过长,可能会导致性能下降,尤其是在每个处理者都需要执行某些操作时。
适用场景
- 当一个请求需要被多个对象中的一个或多个处理时。
- 当处理者的选择需要在运行时动态决定时。
- 当需要在不明确指定接收者的情况下,向多个对象中的一个发送请求时。
- 当需要创建一个可灵活配置的处理流程时。