Design Pattern: Chain of Responsibility 模式

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其实Chain of Responsibility的概念，即使是一个刚学程式设计的新手也会用到，一个简单的 if...else if ... else 流程控制就有Chain of Responsibility的概念：
if(/* 符合请求条件一 */)
    // 执行请求一
else if(/* 符合请求条件二 */)
    // 执行请求二
else
    // 执行预设请求或显示讯息


这是从结构化程式设计的观点来看Chain of Responsibility的概念，若使用物件的观点来看Chain ofResponsibility的话，有一个较佳的例子就是Java的例外处理机制，当程式中发生例外时，也比会catch所捕捉的例外是否符合，如果符合就执行所设定的处理，如果都没有比对到适当的例外物件，就会将例外丢出try...catch区块之外。

在 Gof 的书 中给定Chain of Responsibility目的为：使多个物件都有机会处理请求，以避免请求的发送者与接收者之间的耦合关系，将这些物件组合为一个链，并沿着这个链传递该请求，直到有物件处理它为止。

先用一个例子来说明使用if...else的方式来处理请求：

• IHandler.java

public interface IHandler {
    public void handle();
}  

• SymbolHandler.java

public class SymbolHandler implements IHandler {
    public void handle() {
       System.out.println("Symbol has been handled");
    }
}  

• CharacterHandler.java

public class CharacterHandler implements IHandler {
    public void handle() {
       System.out.println("Character has been handled");
    }
}  

• NumberHandler.java

public class NumberHandler implements IHandler {
    public void handle() {
       System.out.println("Number has been handled");
    }
}

• Application.java

import java.io.*;

public class Application {
   public void run() throws Exception {
       System.out.print("Press any key then return: ");
       char c = (char) System.in.read();

       IHandler handler = null;
       if (Character.isLetter(c)) {
         handler = new CharacterHandler();
       }
       else if (Character.isDigit(c)) {
          handler = new NumberHandler();
       }
       else {
          handler = new SymbolHandler();
       }

       handler.handle();
   }

   public static void main(String[] args)
                           throws IOException {
          Application app = new Application();
          app.run();
   }
}

这是一个很简单的程式，可以判定您所输入的是数字、字元或是符号，如果将之以物件的方式来组织物件之间的职责，可以将程式改写如下：

• Handler.java

public class Handler {
    private Handler successor;

    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public Handler getSuccessor() {
        return successor;
    }

    public void handleRequest(char c) {
        if(successor != null)
            successor.handleRequest(c);
    }
}  

• NumberHandler.java

public class NumberHandler extends Handler {
    public void handleRequest(char c) {
        if(Character.isDigit(c)) {
            System.out.println("Number has been handled");
        }
        else {
            getSuccessor().handleRequest(c);
        }
    }
}  

• CharacterHandler.java

public class CharacterHandler extends Handler {
    public void handleRequest(char c) {
        if(Character.isLetter(c)) {
            System.out.println("Character has been handled");
        }
        else {
            getSuccessor().handleRequest(c);
        }
    }
}  

• SymbolHandler.java

public class SymbolHandler extends Handler {
    public void handleRequest(char c) {
        System.out.println("Symbol has been handled");
    }
}  

• Application.java

import java.io.*;

public class Application {
    public static void main(String[] args)
                                 throws IOException {
        Handler numberHandler = new NumberHandler();
        Handler characterHandler = new CharacterHandler();
        Handler symbolHandler = new SymbolHandler();

        numberHandler.setSuccessor(characterHandler);
        characterHandler.setSuccessor(symbolHandler);

        System.out.print("Press any key then return: ");
        char c = (char)System.in.read();
        numberHandler.handleRequest(c);
    }
}
在组织物件之间的职责时，通常是从细粒度至粗粒度的方式来组织，从特殊到抽象化，就像程式中将数字视为字元的特殊化，字元又为符号的特殊化。

Chain of Responsibility的 UML 结构图如下所示：

从物件执行请求的时间来看，其运作是很简单的职责传递而已，如下：

以上所举的例子在请求上是很简单的，只是比对输入的型态，在更一般的情况下，可以将请求包装为一个物件，并提供getType()之间的方法，以让Chain of Responsibility中的物件进行比对，例如：

• Request.java

public class Request{
　　private String type;

    public Request(String type) { this.type=type; }
　　public String getType() { return type; }

　　public void execute(){
            // 执行请求
　　}
}

在Gof的书中所举的例子为辅助说明系统，在一个介面中希望使用者一定可以得到相关的说明主题，如果子元件有说明的话，就显示相关说明，否则的话就转发给包括它的容器元件或父元件，以保证使用者的辅助说明请求一定可以得到回应。