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责任链模式_行为型_GOF23

news 2025/7/9 5:53:22

责任链模式

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，核心思想是将多个处理请求的对象连成一条链，请求沿链传递直到被处理。它像现实中的“多级审批流程”——请假或报销时，申请会逐级提交给不同权限的领导，直到有人能处理为止。

一、通俗理解

假设你开发一个多级审批系统：

传统方式：用大量 if-else 判断不同金额的报销单由谁审批，代码臃肿且难以扩展。
责任链模式：
- 抽象审批人：定义统一的处理接口，并持有下一级审批人的引用。
- 具体审批人（如组长、经理、CEO）：各自处理权限内的请求，超出权限则转交下一级。
  最终只需将审批人连成链，客户端提交请求到链头，无需关心具体处理细节。

二、模式结构

抽象处理者（Handler）：定义处理请求的接口，包含设置下一处理者的方法（如 setNext()）。
具体处理者（ConcreteHandler）：实现处理逻辑，若无法处理则转交下一级。
客户端（Client）：创建处理链，发起请求。

三、适用场景

多级审批流程：如请假、报销、工单处理。
动态扩展处理逻辑：如日志过滤器、权限验证链。
请求发送者与接收者解耦：如 GUI 事件传递、网络请求拦截器。

四、代码实现

1. C++ 示例（报销审批链）

#include <iostream>  

// 抽象处理者  
class Approver {  
protected:  
    Approver* next = nullptr;  
public:  
    void setNext(Approver* nextApprover) {  
        next = nextApprover;  
    }  
    virtual void handle(int amount) = 0;  
};  

// 具体处理者：组长  
class GroupLeader : public Approver {  
public:  
    void handle(int amount) override {  
        if (amount <= 1000) {  
            std::cout << "组长审批通过（金额：" << amount << "元）" << std::endl;  
        } else if (next) {  
            next->handle(amount);  
        } else {  
            std::cout << "无人能处理此金额！" << std::endl;  
        }  
    }  
};  

// 具体处理者：经理  
class Manager : public Approver {  
public:  
    void handle(int amount) override {  
        if (amount <= 5000) {  
            std::cout << "经理审批通过（金额：" << amount << "元）" << std::endl;  
        } else if (next) {  
            next->handle(amount);  
        }  
    }  
};  

int main() {  
    GroupLeader leader;  
    Manager manager;  
    leader.setNext(&manager);  

    leader.handle(800);     // 组长处理  
    leader.handle(3000);    // 经理处理  
    leader.handle(10000);   // 无处理  
    return 0;  
}

输出：

组长审批通过（金额：800元）  
经理审批通过（金额：3000元）  
无人能处理此金额！

解析：

组长处理 ≤1000 元的请求，否则转交经理。
经理处理 ≤5000 元的请求，更高金额无后续处理者。

2. Python 示例（日志过滤器链）

from abc import ABC, abstractmethod  

class LogHandler(ABC):  
    def __init__(self):  
        self.next = None  

    def set_next(self, next_handler):  
        self.next = next_handler  

    @abstractmethod  
    def handle(self, log_level, message):  
        pass  

class DebugHandler(LogHandler):  
    def handle(self, log_level, message):  
        if log_level == "DEBUG":  
            print(f"[DEBUG] {message}")  
        elif self.next:  
            self.next.handle(log_level, message)  

class ErrorHandler(LogHandler):  
    def handle(self, log_level, message):  
        if log_level == "ERROR":  
            print(f"[ERROR] {message}")  
        elif self.next:  
            self.next.handle(log_level, message)  

# 客户端  
debug = DebugHandler()  
error = ErrorHandler()  
debug.set_next(error)  

debug.handle("DEBUG", "调试信息")  # [DEBUG] 调试信息  
debug.handle("ERROR", "系统崩溃")  # [ERROR] 系统崩溃  
debug.handle("INFO", "普通日志")   # 无输出

解析：

DebugHandler 处理 DEBUG 日志，其他级别转交下一处理者。
链式调用避免硬编码日志级别判断。

3. Java 示例（请假审批系统）

// 抽象处理者  
abstract class Approver {  
    protected Approver next;  

    public void setNext(Approver next) {  
        this.next = next;  
    }  

    public abstract void handle(int days);  
}  

// 具体处理者：组长  
class GroupLeader extends Approver {  
    @Override  
    public void handle(int days) {  
        if (days <= 3) {  
            System.out.println("组长批准请假 " + days + "天");  
        } else if (next != null) {  
            next.handle(days);  
        }  
    }  
}  

// 具体处理者：经理  
class Manager extends Approver {  
    @Override  
    public void handle(int days) {  
        if (days <= 7) {  
            System.out.println("经理批准请假 " + days + "天");  
        } else if (next != null) {  
            next.handle(days);  
        }  
    }  
}  

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        GroupLeader leader = new GroupLeader();  
        Manager manager = new Manager();  
        leader.setNext(manager);  

        leader.handle(2);  // 组长处理  
        leader.handle(5);  // 经理处理  
        leader.handle(10); // 无处理  
    }  
}

输出：

组长批准请假 2天  
经理批准请假 5天

解析：

组长处理 ≤3 天的请假，其余转交经理。
责任链动态组合，新增审批人只需扩展链。

五、优缺点分析

优点	缺点
1. 解耦请求与处理逻辑：客户端无需知道具体处理者	1. 性能问题：长链可能导致请求传递慢
2. 灵活扩展：动态增减处理节点，符合开闭原则	2. 调试困难：请求可能未被处理或循环传递
3. 单一职责：每个处理者专注自身逻辑	3. 链配置错误风险：需确保链正确连接