【設計模式】之責任鏈模式

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定義 **責任鏈模式(Chain of Responsibility Pattern)**中,有一條由請求處理者對象組成的鏈條,每個對象(除最後一個對象外)都持有下一個對象的引用,請求發送者將請求發送給第一個對象,請求就會順著鏈條走下去,直到有對象能夠處理請求。該模式將多個處理者對象解耦,使得請求發 ...


定義

責任鏈模式(Chain of Responsibility Pattern)中,有一條由請求處理者對象組成的鏈條,每個對象(除最後一個對象外)都持有下一個對象的引用,請求發送者將請求發送給第一個對象,請求就會順著鏈條走下去,直到有對象能夠處理請求。該模式將多個處理者對象解耦,使得請求發送者只管將請求發送給責任鏈的第一個對象就是了,不用去關心請求具體是如何被處理的。

組成

抽象請求處理者(Abstract Request Handler):定義處理請求的介面。

具體請求處理者(Concrete Request Handler):持有下一個處理者對象的引用,具體實現處理請求的介面,包括將請求處理掉和傳給下一個對象。

客戶端(Client):將請求發送給責任鏈的頭部對象。

舉例

某學校的學生請假審批流程:

天數 <= 3:班主任審批通過;

3 < 天數 <= 7:班主任審批不通過,交給年級組長,年級組長審批通過;

7 < 天數 <= 30:年級組長審批不通過,交給教務處,教務處審批通過;

30 < 天數 <= 60:教務處審批不通過,交給校長,校長審批通過;

天數 > 60:校長審批不通過。

不用責任鏈模式寫出的代碼:

void handleRequest(int days)
{
    if (days <= 3)
    {
        cout << "班主任審批通過。" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "班主任審批不通過。交給年級組長。" << endl;
        if (days <= 7)
        {
            cout << "年級組長審批通過。" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "年級組長審批不通過。交給教務處。" << endl;
            if (days <= 30)
            {
                cout << "教務處審批通過。" << endl;
            }
            else
            {
                cout << "教務處審批不通過。交給校長。" << endl;
                if (days <= 60)
                {
                    cout << "校長審批通過。" << endl;
                }
                else
                {
                    cout << "校長審批不通過。" << endl;
                }
            }
        }
    }
}

可以看到,這段代碼又是一堆if-else又是層層嵌套的,又臭又長,好難看!更重要的問題是,如果流程需要修改,那業務代碼也需要修改,不符合開閉原則,難以維護和擴展。

那怎麼樣提高程式的可擴展性呢?

我們應該把班主任、年級組長等等拆分出來當做請求處理者,並指定一個共同的抽象父類,父類裡面定義抽象介面,子類具體實現這些介面。

UML類圖:

img

代碼:

#include <iostream>

using namespace std;

/** 抽象處理者 */
class AbstractRequestHandler
{
protected:
    const char *name;

    const int maxDaysLimit;
    
    AbstractRequestHandler *const nextHandler; // 由於鏈條中最後一個處理者沒有下一個處理者,但是c++不像java那樣存在空引用,所以只能用指針了
    
    AbstractRequestHandler(
        const char *name,
        const int maxDaysLimit,
        AbstractRequestHandler *const nextHandler
    ) :
        name(name),
        maxDaysLimit(maxDaysLimit),
        nextHandler(nextHandler)
    { }

    virtual void handleRequest(int days)
    {
        if (days <= maxDaysLimit)
        {
            cout << name << "審批通過" << endl;
        }
        else
        {
            cout << name << "審批不通過";
            if (nextHandler)
            {
                cout << ",轉交給" << nextHandler->name << endl;
                nextHandler->handleRequest(days);
            }
        }
    }

    virtual ~AbstractRequestHandler()
    {
        if (nextHandler)
        {
            delete nextHandler;
        }
    }
    
    friend class Client;
};

/** 具體處理者————校長 */
class Principal : public AbstractRequestHandler
{
public:
    Principal() : AbstractRequestHandler("校長", 60, nullptr) { }
};

/** 具體處理者————教務處 */
class AcademicAffairsOffice : public AbstractRequestHandler
{
public:
    AcademicAffairsOffice() : AbstractRequestHandler("教務處", 30, new Principal) { }
};

// 年級組長、班主任 略

/** 客戶端 */
class Client
{
    HeadTeacher headTeacher;

public:
    Client() : headTeacher() { }

    void sendRequest(int days)
    {
        headTeacher.handleRequest(days);
    }
};

int main()
{
    Client client;
    int days = 10;
    cout << "學生將為期" << days << "天的請求交給班主任" << endl;
    client.sendRequest(days);
    return 0;
}


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