设计模式使用场景实现示例及优缺点(行为型模式——责任链模式)

在一个遥远的森林深处,有一个和谐的动物王国。这个王国里的动物们都有各自的职责,大家相互合作,共同维护着森林的和平与繁荣。

一天,森林里来了一只迷路的小兔子,她焦急地四处张望,不知道该怎么办。于是,小兔子决定去找森林之王——狮子大王寻求帮助。

小兔子一路奔跑,终于来到狮子大王的洞穴。她小心翼翼地走进去,对狮子大王说道:“尊敬的狮子大王,我迷路了,能不能请您帮我找到回家的路?”

狮子大王温和地笑了笑,说道:“小兔子,我的职责是保护森林的安全,而不是导游。但别担心,我会帮你找到最合适的动物来帮你。请跟我来。”

于是,狮子大王带着小兔子来到了一条宽敞的森林小道上,他对小兔子说:“在我们动物王国中,每个动物都有各自的职责,我们通过责任链来处理各种请求。你跟着这条小道走下去,每遇到一个动物,就告诉它你的请求,直到有一个动物能够帮你。”

小兔子点点头,开始沿着小道前行。她第一个遇到的是聪明的猫头鹰。

“小兔子,你有什么需要帮助的吗?”猫头鹰问道。

“猫头鹰先生,我迷路了,您能帮我找到回家的路吗?”小兔子问。

猫头鹰摇摇头,说:“我负责在夜晚守护森林,指引方向不是我的职责。不过,你可以继续往前走,去找长颈鹿大姐,她或许能帮你。”

小兔子继续前行,终于见到了长颈鹿大姐。她仰起头问道:“长颈鹿大姐,您能帮我找到回家的路吗?”

长颈鹿大姐低下头,温柔地说道:“小兔子,我的职责是帮助大家摘取高处的果实。不过别担心,你继续走下去,去找松鼠先生,他一定能帮到你。”

小兔子谢过长颈鹿大姐,继续沿着小道走。终于,她遇到了松鼠先生。松鼠先生正忙着整理他的坚果储备。

“小兔子,有什么我可以帮你的吗?”松鼠先生热情地问道。

“松鼠先生,我迷路了,您能帮我找到回家的路吗?”小兔子问。

松鼠先生开心地跳起来,说道:“这正是我的职责之一!我经常在森林中奔跑,对这里的每一条小路都非常熟悉。跟我来,我带你回家!”

于是,松鼠先生带着小兔子穿过树林,顺利找到了回家的路。小兔子感激地道谢,并开心地回到了自己的家。

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)

责任链模式是一种行为设计模式,允许对象将请求沿着处理器链传递,直到一个处理器决定处理该请求为止。这种模式的核心在于解耦发送者和接收者之间的关系,通过多个对象共同处理一个请求,从而避免将一个请求的发送者和接收者耦合在一起。

核心组件

  • Handler(处理器):定义了处理请求的接口,并可实现后继链。
  • ConcreteHandler(具体处理器):具体处理器实现处理请求的接口,如果该处理器不能处理请求,则将其传递给链中的下一个处理器。
  • Client(客户端):通常构造链并向链的首个处理器发送请求。

适用场景

  1. 当有多个对象可以处理一个请求,而发送者不需要明确知道哪一个对象将会处理该请求时
    • 责任链模式使得请求的发送者和接收者解耦。
  2. 当需要动态指定一组对象处理请求时
    • 可以动态地增加或修改处理链。
  3. 当处理请求的顺序重要时
    • 可以控制请求在链中的传递顺序。

实现实例

以客户支持系统为例,不同级别的支持人员处理不同级别的客户请求。

处理器接口(Handler Interface)

Handler 类是一个抽象类,定义了处理请求的方法 handleRequest() 和设置后继处理器的方法 setSuccessor()

public abstract class Handler {
    protected Handler successor;

    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public abstract void handleRequest(Request request);
}
  • handleRequest(Request request) 方法用于处理请求,每个具体处理器根据具体条件决定是否处理请求。
  • setSuccessor(Handler successor) 方法用于设置当前处理器的后继处理器,以构建责任链。

具体处理器(Concrete Handler)

具体处理器类继承自 Handler 类,根据特定条件判断是否能够处理请求,如果不能则传递给后继者。

ConcreteHandler1
public class ConcreteHandler1 extends Handler {
    public void handleRequest(Request request) {
        if (request.getValue() < 10) { // 判断条件:处理值小于10的请求
            System.out.println("ConcreteHandler1 handled request " + request.getValue());
        } else if (successor != null) {
            successor.handleRequest(request); // 如果无法处理,则传递给后继者
        }
    }
}
ConcreteHandler2
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
    public void handleRequest(Request request) {
        if (request.getValue() >= 10 && request.getValue() < 20) { // 判断条件:处理值在10到20之间的请求
            System.out.println("ConcreteHandler2 handled request " + request.getValue());
        } else if (successor != null) {
            successor.handleRequest(request); // 如果无法处理,则传递给后继者
        }
    }
}

客户端代码(Client Code)

客户端代码创建具体处理器实例,并构建责任链,然后发起请求。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Handler h1 = new ConcreteHandler1();
        Handler h2 = new ConcreteHandler2();
        h1.setSuccessor(h2); // 设置责任链

        Request request = new Request(15); // 创建请求
        h1.handleRequest(request); // 开始处理请求
    }
}

在客户端代码中,首先创建了两个具体处理器实例 ConcreteHandler1ConcreteHandler2,然后通过 setSuccessor() 方法将它们连接起来形成责任链。最后创建一个请求对象并调用第一个处理器的 handleRequest() 方法开始处理请求。

责任链模式允许请求在多个对象之间传递,直到找到合适的处理器为止。这种设计方式使得系统更加灵活和可扩展,每个处理器可以独立变化而不影响整个处理流程。

优缺点

优点
  1. 降低耦合度
    • 责任链模式使得一个请求的发送者和接收者之间不必有明确的联系。
  2. 增加了请求处理对象的灵活性
    • 可以动态地添加或修改处理链。
缺点
  1. 请求可能不被处理
    • 如果没有任何处理器处理请求,它可能会在链的末端被丢弃。
  2. 性能问题
    • 在某些情况下,请求在链中的传递可能会导致延迟。

类图

+----------------+           +------------------+
|   Handler      |---------> |   ConcreteHandler|
+----------------+           +------------------+
| + handleRequest()          | + handleRequest()|
| + setSuccessor()           |                  |
+----------------+           +------------------+
|                |           |
+----------------+           |
                             |
      +-------------------+--------+----------------+
      |                   |                 |                |
+----------------+ +----------------+ +----------------+ +--------------+
|Handler1         | |ConcreteHandler1| |ConcreteHandler2| | ...          |
+----------------+ +----------------+ +----------------+ +--------------+
| + handleRequest()| | + handleRequest()| | + handleRequest()| | + handleRequest()|
+----------------+ +----------------+ +----------------+ +--------------+

总结

责任链模式提供了一种将请求沿着一条链进行传递的机制,通过这种方式可以解耦请求的发送者和接收者。这种模式特别适用于有多个对象可能处理同一个请求时,允许请求沿链传递直到一个对象处理它为止。

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