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设计模式每日硬核训练 Day 16：责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）完整讲解与实战应用

news 来源：原创 2025/4/28 7:23:25

🔄 回顾 Day 15：享元模式小结

在 Day 15 中，我们学习了享元模式（Flyweight Pattern）：

通过共享对象，分离内部状态与外部状态，大量减少内存开销。
适用于字符渲染、游戏场景、图标缓存等高频对象复用场景。

今天的主角是极具灵活性的责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）。

责任链模式：将请求沿着处理链传递，节点动态决定是否处理请求或传递给下一个节点，构建解耦、灵活的处理流程。

一、责任链模式的核心动机

在系统中，常常需要多个对象处理同一个请求，但又希望：

谁处理由运行时决定
发送者不需要知道具体哪个对象处理了请求

✅ 应用场景：

日志处理链：Debug → Info → Error
GUI 事件传递：子控件未处理，则父控件继续处理
中间件框架：权限验证、日志记录、异常捕获

二、结构图（UML）

+----------------+
| Handler        |
+----------------+
| +setNext()     |
| +handle()      |
+----------------+/\/  \
+-----------------+   +-----------------+
| ConcreteHandlerA |   | ConcreteHandlerB |
+-----------------+   +-----------------+

三、角色说明

角色	职责描述
Handler	抽象处理者接口，定义 setNext 和 handle 方法
ConcreteHandler	具体处理者，决定自己处理或传递给下一个节点

四、C++ 实现：日志处理责任链

✅ 抽象处理器

class Logger {
protected:std::shared_ptr<Logger> next_;public:void setNext(std::shared_ptr<Logger> next) {next_ = next;}virtual void logMessage(int level, const std::string& message) = 0;virtual ~Logger() = default;
};

✅ 具体处理器（不同级别）

class DebugLogger : public Logger {
public:void logMessage(int level, const std::string& message) override {if (level == 1)std::cout << "[DEBUG] " << message << std::endl;else if (next_)next_->logMessage(level, message);}
};class InfoLogger : public Logger {
public:void logMessage(int level, const std::string& message) override {if (level == 2)std::cout << "[INFO] " << message << std::endl;else if (next_)next_->logMessage(level, message);}
};class ErrorLogger : public Logger {
public:void logMessage(int level, const std::string& message) override {if (level == 3)std::cout << "[ERROR] " << message << std::endl;else if (next_)next_->logMessage(level, message);}
};

✅ 使用示例

int main() {auto debugLogger = std::make_shared<DebugLogger>();auto infoLogger = std::make_shared<InfoLogger>();auto errorLogger = std::make_shared<ErrorLogger>();debugLogger->setNext(infoLogger);infoLogger->setNext(errorLogger);auto loggerChain = debugLogger;loggerChain->logMessage(1, "调试信息");loggerChain->logMessage(2, "普通信息");loggerChain->logMessage(3, "错误信息");return 0;
}

输出：

[DEBUG] 调试信息
[INFO] 普通信息
[ERROR] 错误信息

五、责任链常见应用场景总结

场景	链式责任节点
GUI 事件处理	子控件 → 父控件 → 窗口根
Web 请求处理	认证中间件 → 日志中间件 → 缓存中间件
业务审批流	组长 → 部门经理 → 总经理
客户请求分发	客户端路由规则链
配置查找链	环境变量 → 配置文件 → 默认值

六、优点与缺点分析

✅ 优点：

请求发送者与处理者解耦
责任链可动态组合，支持灵活扩展
便于增加、修改处理节点逻辑

❗ 缺点：

可能导致请求未被任何节点处理（需要合理设计）
调试复杂，请求流向不易跟踪

七、责任链与其他模式对比

模式	核心意图	是否处理一件事
责任链 Chain	请求沿链传递，节点决定处理与否	❓（可能处理/可能不处理）
观察者 Observer	所有订阅者都收到通知	✅（全部处理）
命令模式 Command	将请求封装成对象，单点发送	✅（单一处理者）