设置模式之责任链模式

1.概述

2.结构

3.实现

4.总结

1.概述

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为性设计模式；它为请求创建了一个接收者对象的链，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。这种处理方法类似包与包之间的调用的思路，只是其可以不在主程序中累赘的去申明一堆if else变量使得程序更加臃肿。在我的博客C++之多层 if-else-if 结构优化(二)_c++ 怎么优化很多if 的代码呢-CSDN博客

中就是利用责任链模式来消除多层if-else-if。

2.结构

责任链模式的重点是在“ 链 ” 上，由一条链去处理相似的请求在链中决定谁来处理这个请求，并返回相应的结果，其通用类图如下图所示：

角色定义：

抽象处理者(Handler): 定义一个处理请求的接口，通常包含一个处理请求的方法（如 handleRequest）和一个指向下一个处理者的引用（后继者），一般这类情况class内部都是纯虚函数。

具体处理者(ConcreteHandler): 实现了抽象处理者接口，负责处理请求。如果能够处理该请求，则直接处理；否则，将请求传递给下一个处理者；这样可以通过设计整个逻辑链避免混乱。

客户端(Client): 创建处理者对象，并将它们连接成一条责任链。通常，客户端只需要将请求发送给责任链的第一个处理者，无需关心请求的具体处理过程。

3.实现

以公司的请假为例，普通员工请假小于等于2天只需要自己的组长同意，请假大于2天小于等于5天需要部门经理同意，大于5天小于10天需要公司总经理同意才行，大于10天的请不了。根据上面的需求，我们可以先抽象Handler，再定义组长、部门经理、总经理，代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

//抽象处理者
class Handler
{
public:
    explicit Handler() { m_pNextHandler = NULL; }
    virtual ~Handler() {}

    //设置下一个处理者
    void setNextHandler(Handler *successor) { m_pNextHandler = successor; }

    //处理请求
    virtual void HandleRequest(int days) = 0;
protected:
    Handler *m_pNextHandler;  // 后继者
};


//组长
class CGroupLeader : public Handler
{
public:
    //处理请求
    void HandleRequest(int days) override
    {
        if (days <= 2)
        {
            cout << "我是组长，有权批准" << days << "天假，同意了！" << endl; 
        }
        else
        {
            m_pNextHandler->HandleRequest(days);
        }
    }
};

//部门经理
class CDeptManager : public Handler
{
public:
    //处理请求
    void HandleRequest(int days)  override
    {
        if (days <= 5)
        {
            cout << "我是部门经理，有权批准" << days << "天的假，同意了！" << endl;
        }
        else
        {
            m_pNextHandler->HandleRequest(days);
        }
    }
};

//总经理
class  CGeneralManager : public Handler
{
public:
    //处理请求
    void HandleRequest(int days) override
    {
        if (days <= 10)
        {
            cout << "我是总经理，最多让你请10天假，同意了！" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "你请的假时间太长了，不同意！" << endl;
        }
    }
};

测试用例：

#include <memory>

int main()
{
    std::unique_ptr<Handler> pGroupLeader = new CGroupLeader;
    std::unique_ptr<Handler> pDeptLeader = new CDeptManager;
    std::unique_ptr<Handler> pGeneralManager = new CGeneralManager;

    //设置责任链
    pGroupLeader->setNextHandler(pDeptLeader.get());
    pDeptLeader->setNextHandler(pGeneralManager.get());

    pGroupLeader->HandleRequest(1);
    pGroupLeader->HandleRequest(2);
    pGroupLeader->HandleRequest(5);
    pGroupLeader->HandleRequest(8);
    pGroupLeader->HandleRequest(12);
    return 0;
}

输出：

我是组长，有权批准1天假，同意了！
我是组长，有权批准2天假，同意了！
我是部门经理，有权批准5天的假，同意了！
我是总经理，最多让你请10天假，同意了！
你请的假时间太长了，不同意！

4.总结

优点：

1) 解耦责任链模式将请求的发送者和接收者解耦，请求的发送者不需要知道接收者是谁，也不需要创建接收者的实例。同时，接收者也不需要知道请求的具体内容，只需要按照自已的业务逻辑进行相应的处理。这种解耦方式使得系统更加灵活，降低了耦合度，方便进行模块化开发和测试。
2) 链式处理：责任链模式可以形成一个处理链，请求在这个链中传递，每个节点都会对请求进行处理，这种方式可以实现复杂的业务逻辑，提高系统的可扩展性和可维护性。
3) 动态添加节点：在运行时，可以通过动态添加或册除节点来改变处理链，从而实现动态地扩展或修改处理逻辑。这种动态性使得系统更加灵活，能够适应不同的需求变化。

缺点:
1) 错误传播：在责任链模式中，如果某个节点处理请求时出现了错误，这个错误会沿看处理链向上传播，可能会导致整个链路崩溃。为了解决这个问题，需要确保每个节点都进行了错误处理，能够在出现错误时进行适当的处理或回退操作。
2) 无法终止链路：在某些情况下，如果请求不满足某个节点的条件，该节点就不需要对请求进行处理，但责任链模式无法直接终止链路。为了解决这人问题，可以在节点中添加判断逻辑，当请求不满足条件时直接返可或者进行其他处理。
3) 性能问题：由于请求会在多个节点间传递，因此责任链模式的性能可能会受到影响。特别是在请求量较大或处理逻辑较复杂的情况下，这种影响会更加明显。为了解决这个问题，可以对节点进行优化，提高处理效率，同时也可以考虑使用缓存等方式来降低请求的重复处理。
4) 节点之间的依频关条：在责任链模式中节点之间存在依赖关系，如果桌个节点的处理逻辑发生了变化，可能会影响到其他节点。这种依频关系可能会导致系统复杂度增加，增加了维护的难度。为了避免这种情况，可以尽量减少节点之间的依赖关系，使每个节点都尽可能独立地处理请
求。同时也可以采用模块化设计等方式来降低系统复杂度。