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责任链模式是一种行为设计模式，用于处理请求，允许多个对象通过链式结构依次处理同一请求，直到请求被处理或链结束。以下是该模式的详细分析：

核心思想

• 链式处理：将处理请求的对象串联成一条链，每个对象都有机会处理请求。
• 动态传递：如果一个对象无法处理请求，它会将请求传递给链中的下一个对象，直到请求被处理或链结束。

优点

1. 职责分离：每个处理者专注于自己的职责，系统结构清晰。
2. 灵活扩展：新增处理者只需修改链的结构，无需改变现有代码。
3. 动态处理：请求处理流程可根据实际需求动态调整。

缺点

1. 处理延迟：链长可能导致处理时间增加。
2. 复杂性：链的设计和维护可能较复杂，需确保正确终止。

应用场景

• 审批流程：如请假、报销等，根据权限层级传递请求。
• 权限控制：不同权限用户对资源的访问控制。
• 日志系统：不同级别的日志由不同的处理器处理。
• 异常处理：根据异常类型传递给合适的处理程序。

示例

请假示例

#include <iostream>
using namespace std;
class Handler {
public:virtual ~Handler() = default;virtual void handleRequest(int days) = 0;void setNext(Handler* next) {this->next = next;}
protected:Handler* next = nullptr;
};
class Manager : public Handler {
public:void handleRequest(int days) override {if (days <= 3) {cout << "经理处理了" << days << "天的请假。" << endl;} else if (next != nullptr) {next->handleRequest(days);} else {cout << "请假天数过多，无法处理。" << endl;}}
};
class Director : public Handler {
public:void handleRequest(int days) override {if (days <= 7) {cout << "总监处理了" << days << "天的请假。" << endl;} else if (next != nullptr) {next->handleRequest(days);} else {cout << "请假天数过多，无法处理。" << endl;}}
};
class CEO : public Handler {
public:void handleRequest(int days) override {if (days <= 15) {cout << "总经理处理了" << days << "天的请假。" << endl;} else {cout << "请假天数过多，无法处理。" << endl;}}
};
int main() {Manager* manager = new Manager();Director* director = new Director();CEO* ceo = new CEO();manager->setNext(director);director->setNext(ceo);// 测试不同的请假天数manager->handleRequest(2);  // 经理处理manager->handleRequest(5);  // 经理传给总监manager->handleRequest(10); // 经理→总监→总经理delete manager;delete director;delete ceo;return 0;
}

代码解释：

1. Handler类：这是一个抽象类，定义了处理请求的方法handleRequest和设置下一个处理者的方法setNext。
2. 具体处理者类：
   • Manager类：处理3天以内的请假，超过则传递给下一个处理者。
   • Director类：处理7天以内的请假，超过则传递给下一个处理者。
   • CEO类：处理15天以内的请假，超过则无法处理。
3. 客户端代码：
   • 创建各个处理者的实例。
   • 将处理者连接成一个链：Manager -> Director -> CEO。
   • 测试不同的请假天数，观察请求如何在链中传递。

输出结果：

经理处理了2天的请假。
总监处理了5天的请假。
总经理处理了10天的请假。

注意事项：

• 内存管理：使用了new动态分配内存，记得在析构时使用delete释放内存，避免内存泄漏。在实际项目中，建议使用智能指针（如unique_ptr或shared_ptr）来管理内存。
• 链路构建：确保处理者的链路正确构建，避免循环引用导致死循环。
• 可扩展性：可以根据需要添加更多的处理者到链中，而不需要修改现有代码，体现出良好的扩展性。
  这个示例展示了责任链模式的基本实现和应用场景，能够帮助处理类似的需求，如审批流程、日志记录等。

日志处理系统示例

日志系统通常会有多个级别，如 DEBUG、INFO、WARNING、ERROR，不同级别的日志由不同的处理器负责。

#include <iostream>enum LogLevel { DEBUG, INFO, WARNING, ERROR };// 抽象处理者类
class Logger {
protected:Logger* next;
public:Logger() : next(nullptr) {}void setNext(Logger* nextLogger) { next = nextLogger; }void logMessage(LogLevel level, const std::string& message) {if (canHandle(level)) {write(message);}if (next) {next->logMessage(level, message);}}virtual bool canHandle(LogLevel level) = 0;virtual void write(const std::string& message) = 0;
};// 具体处理者：DebugLogger
class DebugLogger : public Logger {
public:bool canHandle(LogLevel level) override { return level == DEBUG; }void write(const std::string& message) override {std::cout << "[DEBUG] " << message << std::endl;}
};// 具体处理者：InfoLogger
class InfoLogger : public Logger {
public:bool canHandle(LogLevel level) override { return level == INFO; }void write(const std::string& message) override {std::cout << "[INFO] " << message << std::endl;}
};// 具体处理者：ErrorLogger
class ErrorLogger : public Logger {
public:bool canHandle(LogLevel level) override { return level == ERROR; }void write(const std::string& message) override {std::cout << "[ERROR] " << message << std::endl;}
};// 测试代码
int main() {DebugLogger debugLogger;InfoLogger infoLogger;ErrorLogger errorLogger;debugLogger.setNext(&infoLogger);infoLogger.setNext(&errorLogger);debugLogger.logMessage(DEBUG, "This is a debug message.");debugLogger.logMessage(INFO, "This is an info message.");debugLogger.logMessage(ERROR, "This is an error message.");
}

运行结果：

[DEBUG] This is a debug message.
[INFO] This is an info message.
[ERROR] This is an error message.

事件处理系统（UI 组件事件分发）

在 GUI 应用中，事件通常需要从子组件传递到父组件，直到找到合适的处理者。例如，一个按钮点击事件可能会被自身处理，或者传递给窗口管理器处理。

#include <iostream>// 抽象基类
class UIComponent {
protected:UIComponent* parent;
public:UIComponent(UIComponent* p = nullptr) : parent(p) {}virtual void handleEvent(const std::string& event) {if (parent) {parent->handleEvent(event);} else {std::cout << "Unhandled event: " << event << std::endl;}}
};// 具体处理者：按钮
class Button : public UIComponent {
public:using UIComponent::UIComponent;void handleEvent(const std::string& event) override {if (event == "Click") {std::cout << "Button handled Click event" << std::endl;} else {UIComponent::handleEvent(event);}}
};// 具体处理者：窗口
class Window : public UIComponent {
public:using UIComponent::UIComponent;void handleEvent(const std::string& event) override {if (event == "Resize") {std::cout << "Window handled Resize event" << std::endl;} else {UIComponent::handleEvent(event);}}
};// 测试代码
int main() {Window mainWindow;Button button(&mainWindow); // 按钮的父组件是窗口button.handleEvent("Click");  // 由 Button 处理button.handleEvent("Resize"); // 由 Window 处理button.handleEvent("Unknown"); // 未处理的事件
}

运行结果：

Button handled Click event
Window handled Resize event
Unhandled event: Unknown

责任链处理用户请求（权限系统）

在权限管理系统中，请求可能需要多个级别的审批，如 普通员工 -> 经理 -> 总经理。

#include <iostream>// 处理者基类
class Approver {
protected:Approver* next;
public:Approver() : next(nullptr) {}void setNext(Approver* n) { next = n; }virtual void processRequest(int amount) {if (next) {next->processRequest(amount);} else {std::cout << "Request for $" << amount << " was denied.\n";}}
};// 具体处理者：经理
class Manager : public Approver {
public:void processRequest(int amount) override {if (amount <= 1000) {std::cout << "Manager approved $" << amount << " request.\n";} else {Approver::processRequest(amount);}}
};// 具体处理者：总经理
class GeneralManager : public Approver {
public:void processRequest(int amount) override {if (amount <= 5000) {std::cout << "General Manager approved $" << amount << " request.\n";} else {Approver::processRequest(amount);}}
};// 具体处理者：CEO
class CEO : public Approver {
public:void processRequest(int amount) override {if (amount <= 10000) {std::cout << "CEO approved $" << amount << " request.\n";} else {std::cout << "Request for $" << amount << " needs a board meeting.\n";}}
};// 测试代码
int main() {Manager manager;GeneralManager generalManager;CEO ceo;manager.setNext(&generalManager);generalManager.setNext(&ceo);manager.processRequest(500);   // Manager 处理manager.processRequest(2000);  // General Manager 处理manager.processRequest(7000);  // CEO 处理manager.processRequest(20000); // 需要董事会会议
}

运行结果：

Manager approved $500 request.
General Manager approved $2000 request.
CEO approved $7000 request.
Request for $20000 needs a board meeting.

注意事项

• 链的构建：确保每个处理者正确指向下一个处理者，避免循环或终止不当。
• 处理逻辑：明确每个处理者的职责，确保正确处理或传递请求。

总结

责任链模式适用于：

✅ 需要多个对象共同处理一个请求，但不确定具体哪个对象处理。
✅ 允许动态修改请求的处理链，提高灵活性。
✅ 降低耦合，使请求的发送者和接收者解耦。