【设计模式】责任链
在实际开发中，我们经常遇到这样的需求：某个请求需要经过多个处理者，但处理的顺序、方式可能会变化或扩展。这时候，责任链模式就能派上用场。
责任链模式（Chain of Responsibility） 是一种行为型设计模式，它允许将多个对象连成一条链，沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。
✅ 适用场景：
- 一个请求有多个处理对象，但处理者不明确。
- 请求处理者之间存在递进或条件处理关系。
- 需要动态添加/修改处理者。
🧱 模式结构
责任链的典型结构如下图所示：
Client --> Handler1 --> Handler2 --> Handler3
每个 Handler 决定：
- 是否处理请求；
- 是否传递给下一个处理者。
🔧 责任链模式的组成
| 角色 | 作用 |
|---|---|
| Handler（抽象处理者） | 定义处理请求的接口，并持有下一个处理者的引用。 |
| ConcreteHandler（具体处理者） | 实现请求的处理逻辑。可以处理请求，也可以将请求传递下去。 |
| Client（客户端） | 构建责任链并发送请求。 |
🧑💻 C++ 示例：日志处理系统
下面是一个日志处理系统的例子，有 DEBUG、INFO、ERROR 三种日志等级。每个日志处理器处理它关心的级别，其它的交给链上的下一个处理器。
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
enum LogLevel { DEBUG, INFO, ERROR };
// 抽象处理器
class Logger {
protected:
std::shared_ptr<Logger> next;
public:
void setNext(std::shared_ptr<Logger> nextLogger) {
next = nextLogger;
}
virtual void logMessage(LogLevel level, const std::string& message) = 0;
virtual ~Logger() = default;
};
// 具体处理器：DEBUG
class DebugLogger : public Logger {
public:
void logMessage(LogLevel level, const std::string& message) override {
if (level == DEBUG) {
std::cout << "[DEBUG] " << message << std::endl;
} else if (next) {
next->logMessage(level, message);
}
}
};
// 具体处理器：INFO
class InfoLogger : public Logger {
public:
void logMessage(LogLevel level, const std::string& message) override {
if (level == INFO) {
std::cout << "[INFO] " << message << std::endl;
} else if (next) {
next->logMessage(level, message);
}
}
};
// 具体处理器：ERROR
class ErrorLogger : public Logger {
public:
void logMessage(LogLevel level, const std::string& message) override {
if (level == ERROR) {
std::cout << "[ERROR] " << message << std::endl;
} else if (next) {
next->logMessage(level, message);
}
}
};
// 客户端代码
int main() {
auto debugLogger = std::make_shared<DebugLogger>();
auto infoLogger = std::make_shared<InfoLogger>();
auto errorLogger = std::make_shared<ErrorLogger>();
// 构建责任链：DEBUG -> INFO -> ERROR
debugLogger->setNext(infoLogger);
infoLogger->setNext(errorLogger);
debugLogger->logMessage(INFO, "This is an information.");
debugLogger->logMessage(DEBUG, "This is a debug message.");
debugLogger->logMessage(ERROR, "This is an error message.");
return 0;
}
🧾 输出：
[INFO] This is an information.
[DEBUG] This is a debug message.
[ERROR] This is an error message.
✅ 优点与缺点
👍 优点：
- 降低耦合：发送者不需要知道接收者是谁。
- 动态组合处理顺序，灵活扩展处理流程。
- 符合开闭原则（新增处理器不需修改已有代码）。
👎 缺点：
- 可能导致请求不被处理（如果链末端没有默认处理器）。
- 调试链路时不易追踪每一步处理。
🧭 应用实例
- UI 事件传播（如按钮点击事件）。
- 审批流程（如财务报销：主管 -> 经理 -> 财务总监）。
- Java 中的 Servlet Filter 链。
- 中间件处理管道（如 ASP.NET Core 中的 Middleware）。
🔚 总结
责任链模式是一种非常实用的行为型设计模式，在事件处理、权限控制、审批流程等场景中发挥着重要作用。
