C++设计模式_22_Chain of Resposibility 职责链(理解,已过时)

Chain of Resposibility 职责链也是属于“数据结构”模式。
职责链在今天整个软件框架中应用确实不多,甚至你已经在运用链表的逻辑处理程序,但是可能并不意识到它是职责链的模式,这不重要。

文章目录

  • 1. 动机( Motivation )
  • 2. 模式定义
  • 3. Chain of Resposibility 职责链代码演示
  • 4. 结构( Structure )
  • 5. 要点总结
  • 6. 其他参考

1. 动机( Motivation )

  • 在软件构建过程中,一个请求可能被多个对象处理,但是每个请求在运行时只能有一个接受者,如果显式指定,将必不可少地带来请求发送者与接受者的紧耦合。

  • 如何使请求的发送者不需要指定具体的接受者?让请求的接受者自己在运行时决定来处理请求,从而使两者解耦。

举例说明,在windows WPF等都会有界面的处理逻辑,顶级的是窗口,接下来有peipou,接下来是一些list,有些textbox,一层一层对象,当你鼠标点击时,事件会沿着层级链表,一层层网上传播,第一级没有处理,这个事件就往下传,这个场景就是Chain of Resposibility 职责链的一种。

2. 模式定义

使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链(单向链表),并沿着这条链传递请求,直到有一个对象处理它为止。

----《设计模式》GoF

3. Chain of Resposibility 职责链代码演示

这里是一个示意性代码,整体代码如下:

#include 
#include 

using namespace std;

enum class RequestType
{
    REQ_HANDLER1,
    REQ_HANDLER2,
    REQ_HANDLER3
};

class Reqest
{
    string description;
    RequestType reqType;
public:
    Reqest(const string & desc, RequestType type) : description(desc), reqType(type) {}
    RequestType getReqType() const { return reqType; }
    const string& getDescription() const { return description; }
};

class ChainHandler{
    
    ChainHandler *nextChain;
    void sendReqestToNextHandler(const Reqest & req)
    {
        if (nextChain != nullptr)
            nextChain->handle(req);
    }
protected:
    virtual bool canHandleRequest(const Reqest & req) = 0;
    virtual void processRequest(const Reqest & req) = 0;
public:
    ChainHandler() { nextChain = nullptr; }
    void setNextChain(ChainHandler *next) { nextChain = next; }
    
   
    void handle(const Reqest & req)
    {
        if (canHandleRequest(req))
            processRequest(req);
        else
            sendReqestToNextHandler(req);
    }
};


class Handler1 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Reqest & req) override
    {
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLER1;
    }
    void processRequest(const Reqest & req) override
    {
        cout << "Handler1 is handle reqest: " << req.getDescription() << endl;
    }
};
        
class Handler2 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Reqest & req) override
    {
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLER2;
    }
    void processRequest(const Reqest & req) override
    {
        cout << "Handler2 is handle reqest: " << req.getDescription() << endl;
    }
};

class Handler3 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Reqest & req) override
    {
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLER3;
    }
    void processRequest(const Reqest & req) override
    {
        cout << "Handler3 is handle reqest: " << req.getDescription() << endl;
    }
};

int main(){
    Handler1 h1;
    Handler2 h2;
    Handler3 h3;
    h1.setNextChain(&h2);
    h2.setNextChain(&h3);
    
    Reqest req("process task ... ", RequestType::REQ_HANDLER3);
    h1.handle(req);
    return 0;
}

代码分析:

class Reqest
{
    string description;
    RequestType reqType;
public:
    Reqest(const string & desc, RequestType type) : description(desc), reqType(type) {}
    RequestType getReqType() const { return reqType; }
    const string& getDescription() const { return description; }
};

上为一个 Reqest对象,负责请求等,具体的处理者或者说接收者为ChainHandler

class ChainHandler{
    
    ChainHandler *nextChain;
    void sendReqestToNextHandler(const Reqest & req)
    {
        if (nextChain != nullptr)
            nextChain->handle(req);
    }
protected:
    virtual bool canHandleRequest(const Reqest & req) = 0;
    virtual void processRequest(const Reqest & req) = 0;
public:
    ChainHandler() { nextChain = nullptr; }
    void setNextChain(ChainHandler *next) { nextChain = next; }
    
   
    void handle(const Reqest & req)
    {
        if (canHandleRequest(req))
            processRequest(req);
        else
            sendReqestToNextHandler(req);
    }
};

ChainHandler *nextChain;指向自身,而且作为基类存在,这是一个多态的指针,指向自身就形成了一个多态的链表,接着就是链表的处理逻辑sendReqestToNextHandler(const Reqest & req)它的逻辑是如果链表下一个节点不空,我就把我的请求交给下一个节点继续处理,canHandleRequest(const Reqest & req) = 0虚函数在运行时判断请求能不能处理,processRequest(const Reqest & req) = 0具体去处理请求。

ChainHandler() { nextChain = nullptr; }最初始化的时候链表的指针置为空指针,然后setNextChain(ChainHandler *next) { nextChain = next; }构成一个链表。

以下为整体的处理逻辑,清晰指出了职责链的处理逻辑

    void handle(const Reqest & req)
    {
        if (canHandleRequest(req)) //做一个判断当前的对象能够处理就去处理
            processRequest(req);
        else
            sendReqestToNextHandler(req); //如果处理不了,调用函数到下一个节点基础处理
    }

基类已将主要的逻辑写好,去实现具体的一个个handler,去override基类中的两个虚函数,强调运行时来判断,这里使用了getReqType() 看看请求对象的类型是什么,是不是和所要求的匹配,比如 Handler1就是处理请求类型为RequestType::REQ_HANDLER1枚举类型的情况,相等的话就返回处理,processRequest()是一个具体的处理逻辑。

class Handler1 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Reqest & req) override
    {
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLER1;
    }
    void processRequest(const Reqest & req) override
    {
        cout << "Handler1 is handle reqest: " << req.getDescription() << endl;
    }
};

一样的有Handler2、Handler3

int main(){
    Handler1 h1;
    Handler2 h2;
    Handler3 h3;
    h1.setNextChain(&h2);
    h2.setNextChain(&h3);
    
    Reqest req("process task ... ", RequestType::REQ_HANDLER3);
    h1.handle(req);
    return 0;
}

上面构建了3个Handler,有的时候可以在构造器里直接传递NextChain也是可以,这里是使用一个方法来实现,h1里面有一个节点指向h2,h2里面有一个节点指向h3,构成了链表。构成链表之后,Reqest req("process task ... ", RequestType::REQ_HANDLER3);中的req对象,使用枚举值告诉你将来希望哪一个对象来处理,这里是为了演示的必要性写的十分简单。在具体实现过程中,运行时判断往往没那么简单,可能是一种特定的业务逻辑。h1.handle(req);将请求对象丢给h1,先从链表的最开始,请求就会沿着链表向后传播,传递过程中遇到哪个对象能处理就处理,处理不了继续往下传递,这就是职责链的总体逻辑。

具体实现的时候很多地方会有很多灵活性,此处代码刻画的最核心的业务逻辑即“模式定义”中的“将这些对象连成一条链(单向链表),并沿着这条链传递请求,直到有一个对象处理它为止”。

今天数据结构已经发展非常成熟,在一些人的眼里,觉得它其实不是模式,这就是数据结构的表达方式而已,在早期有些观念不是那么成熟。

4. 结构( Structure )

C++设计模式_22_Chain of Resposibility 职责链(理解,已过时)_第1张图片

上图是《设计模式》GoF中定义的Chain of Resposibility 职责链的设计结构。结合上面的代码看图中最重要的是看其中稳定和变化部分,也就是下图中红框和蓝框框选的部分。

C++设计模式_22_Chain of Resposibility 职责链(理解,已过时)_第2张图片

请求的发送和接收者是稳定下来的,具体底下的处理者是变化的

5. 要点总结

  • Chain of Responsibility 模式的应用场合在于“一个请求可能有多个接受者,但是最后真正的接受者只有一个”这时候请求发送者与接受煮的耦合有可能出现”变化脆弱”的症状,职责链的目的就是将二者解耦,从而好地应对变化。

”变化脆弱”上面的代码不用形成一个链表来解决,具体会把一大堆塞到一个数据结构,从头到尾去遍历,这就不太好,原因就是高度耦合。

  • 应用了Chain of Responsibility 模式后,对象的职责分派将更具灵活性。我们可以在运行时动态添加/修改请求的处理职责。

  • 如果请求传递到职责链的末尾仍得不到处理,应该有一个合理的缺省机制。这也是每一个接受对象的责任,而不是发出请求的对象的责任。

6. 其他参考

C++设计模式——职责链模式

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