【设计模式】职责链模式

职责链模式

简介

职责链模式允许你将请求沿着处理者链进行发送。收到请求后，每个处理者均可对请求进行处理，或将其传递给链上的下个处理者。

职责链模式：避免将一个请求的发送者和接收者耦合在一起，让多个对象都有机会处理请求。将接收请求的对象连接成一条链，并且沿着这条链传送请求，直到有一个对象能够处理它为止。

结构

实现

实现方式：

• 声明处理者接口并描述请求处理方法的签名。
• 为了在具体处理者中消除重复的样本代码，可以根据处理者接口创建抽象处理者基类。
• 依次创建具体处理者子类并实现其处理方法。每个处理者在接收到请求后都必须做出两个决定：
  • 是否自行处理这个请求。
  • 是否将该请求沿着链进行传递。
• 客户端可以自行组装链，或者从其他对象处获得预先组装好的链。在后一种情况下，你必须实现工厂类以根据配置或环境设置来创建链。
• 客户端可以触发链中的任意处理者，而不仅仅是第一个。请求将通过链进行传递，直至某个处理者拒绝继续传递，或者请求到达链尾。
• 由于链的动态性，客户端需要准备好处理以下情况：
  • 链中可能只有单个链接。
  • 部分请求可能无法到达链尾。
  • 其他请求可能直到链尾都未被处理。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class Handler {
public:
    virtual ~Handler() {}
    virtual Handler *setNext(Handler *handler) = 0;
    virtual std::string Handle(std::string request) = 0;
};

class AbstractHandler : public Handler {
private:
    Handler *next_handler_;

public:
    AbstractHandler() : next_handler_(nullptr) {}
    Handler *setNext(Handler *handler) override {
        this->next_handler_ = handler;
        return handler;
    }
    std::string Handle(std::string request) override {
        if( this->next_handler_ ) {
            return this->next_handler_->Handle(request);
        }
        return {};
    }
 };

class ConcreteHandlerA: public AbstractHandler {
public:
    std::string Handle(std::string request) override {
        if(request == "A") {
            return "A: 我 能 处 理 它 " + request + ".\n";
        } else {
            return AbstractHandler::Handle(request);
        }
    }
};

class ConcreteHandlerB: public AbstractHandler {
public:
    std::string Handle(std::string request) override {
        if(request == "B") {
            return "B: 我 能 处 理 它 " + request + ".\n";
        } else {
            return AbstractHandler::Handle(request);
        }
    }
};

class ConcreteHandlerC: public AbstractHandler {
public:
    std::string Handle(std::string request) override {
        if(request == "C") {
            return "C: 我 能 处 理 它 " + request + ".\n";
        } else {
            return AbstractHandler::Handle(request);
        }
    }
};

void ClientCode(Handler &handler) {
    std::vector<std::string> request = {"B", "A", "D"};
    for(const std::string &r: request) {
        std::cout << "Client: 谁 能 处 理 "  << r << " ？\n";
        const std::string result = handler.Handle(r);
        if(!result.empty()) {
            std::cout << " " << result;
        } else {
            std::cout << " " << r << ": 不 能 被 处 理！\n";
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    ConcreteHandlerA *a = new ConcreteHandlerA;
    ConcreteHandlerB *b = new ConcreteHandlerB;
    ConcreteHandlerC *c = new ConcreteHandlerC;
    a->setNext(b)->setNext(c);

    std::cout << "Chain: A > B > C\n";
    ClientCode(*a);
    std::cout << "\n";

    std::cout << "Chain: B > C\n";
    ClientCode(*b);

    delete a;
    delete b;
    delete c;

    return 0;
}

# -*- coding: utf-8 -*-

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod
from typing import Any, Optional

class Handler(ABC):
    """
    """

    @abstractmethod
    def set_next(self, handler: Handler) -> Handler:
        pass

    @abstractmethod
    def handle(self, request) -> Optional[str]:
        pass


class AbstractHandler(Handler):
    """
    """
    _next_handler: Handler = None

    def set_next(self, handler: Handler) -> Handler:
        self._next_handler = handler
        return handler

    @abstractmethod
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if self._next_handler:
            return self._next_handler.handle(request)

        return None


class ConcreteHandlerA(AbstractHandler):
    """
    """
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "A":
            return f"A: 我 能 处 理 它 {request}"
        else:
            return super().handle(request)


class ConcreteHandlerB(AbstractHandler):
    """
    """
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "B":
            return f"B: 我 能 处 理 它 {request}"
        else:
            return super().handle(request)


class ConcreteHandlerC(AbstractHandler):
    """
    """
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "C":
            return f"C: 我 能 处 理 它 {request}"
        else:
            return super().handle(request)


def client_code(handler: Handler) -> None:
    for r in ["B", "A", "D"]:
        print(f"Client: 谁 能 处 理 {r} ?")
        result = handler.handle(r)
        if result:
            print(f" {result}")
        else:
            print(f" {r} 不 能 被 处 理.")


if __name__ == "__main__":
    a = ConcreteHandlerA()
    b = ConcreteHandlerB()
    c = ConcreteHandlerC()
    a.set_next(b).set_next(c)

    print("Chain: A > B > C")
    client_code(a)
    print("\n")

    print("Subchain: B > C")
    client_code(b)

实例

问题描述

同上。

问题解答

同上。

总结

优点

• 可以控制请求处理的顺序。
• 单一职责原则。可对发起操作和执行操作的类进行解耦。
• 开闭原则。可以在不更改现有代码的情况下在程序中新增处理者。

缺点

• 部分请求可能未被处理。
• 比较长的职责链，其处理过程会很长。
• 如果职责链建立不当，可能导致循环调用或者调用失败。

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，可以使用责任链模式。
• 当必须按顺序执行多个处理者时，可以使用该模式。
• 如果所需处理者及其顺序必须在运行时进行改变，可以使用责任链模式。

与其他模式的关系

• 责任链模式、命令模式、中介者模式和观察者模式用于处理请求发送者和接收者之间的不同连接方式：
  • 责任链按照顺序将请求动态传递给一系列的潜在接收者，直至其中一名接收者对请求进行处理。
  • 命令在发送者和请求者之间建立单向连接。
  • 中介者清除了发送者和请求者之间的直接连接，强制它们通过一个中介对象进行间接沟通。
  • 观察者允许接收者动态地订阅或取消接收请求。
• 责任链模式通常和组合模式结合使用。在这种情况下，叶组件接收到请求后，可以将请求沿包含全体父组件的链一直传递至对象树的底部。
• 责任链的管理者可使用命令模式实现。在这种情况下，可以对由请求代表的同一个上下文对象执行许多不同的操作。
• 责任链模式和装饰模式的类结构非常相似。两者都依赖递归组合将需要执行的操作传递给一系列对象。但是，两者有几点重要的不同之处：
  • 责任链的管理者可以相互独立地执行一切操作，还可以随时停止传递请求。
  • 另一方面，各种装饰可以在遵循基本接口的情况下扩展对象的行为。此外，装饰无法中断请求的传递。