责任链模式的C++实现示例

核心思想

责任链模式是一种行为设计模式，允许多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者与接收者之间的耦合。请求沿着处理链传递，直到某个对象处理它为止。

解决的问题

解耦请求发送者与处理者：请求的发送者无需知道具体由哪个对象处理请求。
动态分配责任：可以在运行时动态调整处理链，灵活添加或移除处理者。
避免硬编码：避免将请求处理逻辑硬编码在某个类中，提高代码的可扩展性和可维护性。

使用场景

多级审批流程：如请假审批、报销审批等，每一级领导都可以处理或传递给上级。
事件处理系统：如 GUI 事件处理，事件可以沿着组件链传递，直到被处理。
日志记录系统：不同级别的日志消息可以被不同的日志处理器处理。
过滤器链：如 HTTP 请求过滤器，每个过滤器可以处理请求或传递给下一个过滤器。

优点

解耦：请求发送者与处理者解耦，发送者无需知道具体处理者。
动态性：可以在运行时动态调整处理链。
单一职责：每个处理者只关注自己的职责，符合单一职责原则。

缺点

性能问题：如果链过长，可能导致请求传递效率低下。
不确定性：请求可能未被任何处理者处理，需要额外逻辑处理这种情况。

示例代码

以下是一个简单的责任链模式示例，模拟多级审批流程：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>// 请求类
class Request {
public:Request(const std::string& content, int level) : content_(content), level_(level) {}std::string getContent() const { return content_; }int getLevel() const { return level_; }private:std::string content_; // 请求内容int level_;           // 请求级别
};// 处理者基类
class Handler {
public:virtual ~Handler() = default;void setNext(std::shared_ptr<Handler> next) { next_ = next; }virtual void handleRequest(const Request& request) {if (next_) {next_->handleRequest(request); // 传递给下一个处理者} else {std::cout << "Request未被处理: " << request.getContent() << std::endl;}}protected:std::shared_ptr<Handler> next_; // 下一个处理者
};// 具体处理者：经理
class Manager : public Handler {
public:void handleRequest(const Request& request) override {if (request.getLevel() <= 1) {std::cout << "经理处理请求: " << request.getContent() << std::endl;} else {Handler::handleRequest(request); // 传递给下一个处理者}}
};// 具体处理者：总监
class Director : public Handler {
public:void handleRequest(const Request& request) override {if (request.getLevel() <= 2) {std::cout << "总监处理请求: " << request.getContent() << std::endl;} else {Handler::handleRequest(request); // 传递给下一个处理者}}
};// 具体处理者：CEO
class CEO : public Handler {
public:void handleRequest(const Request& request) override {if (request.getLevel() <= 3) {std::cout << "CEO处理请求: " << request.getContent() << std::endl;} else {Handler::handleRequest(request); // 传递给下一个处理者}}
};int main() {// 创建处理链auto manager = std::make_shared<Manager>();auto director = std::make_shared<Director>();auto ceo = std::make_shared<CEO>();manager->setNext(director);director->setNext(ceo);// 创建请求Request request1("请假1天", 1);  // 经理处理Request request2("请假3天", 2);  // 总监处理Request request3("请假10天", 3); // CEO处理Request request4("请假30天", 4); // 未被处理// 处理请求manager->handleRequest(request1);manager->handleRequest(request2);manager->handleRequest(request3);manager->handleRequest(request4);return 0;
}

输出结果

经理处理请求: 请假1天
总监处理请求: 请假3天
CEO处理请求: 请假10天
Request未被处理: 请假30天

代码解析

Request 类：封装请求内容和级别。
Handler 基类：定义处理请求的接口，并持有下一个处理者的指针。
具体处理者 Manager、Director、CEO：实现自己的处理逻辑，若无法处理则传递给下一个处理者。
处理链：通过 setNext 方法动态构建处理链。