责任链模式通过将请求沿处理器链传递实现解耦，每个处理器可处理或转发请求，支持动态配置与多级流水线，如验证、日志、存储等环节灵活组合，提升系统扩展性与维护性。
在C++中，责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为设计模式，它允许将请求沿着处理者链传递，直到某个处理器决定处理它。当系统需要支持多种处理逻辑，并且这些逻辑可能动态组合或顺序可变时，将责任链与多级处理器结合使用，可以实现灵活、解耦的处理流程。
责任链模式基本结构
责任链的核心是定义一个抽象处理器类，每个处理器持有下一个处理器的引用。请求从链首开始传递，每个处理器可以选择处理请求或将其转发给下一个节点。
- 定义基类 Handler，包含处理请求的虚函数和指向下一处理器的指针
- 具体处理器继承基类，实现各自的处理逻辑
- 客户端构建处理器链，发送请求到链首
示例代码：
class Handler { public: virtual ~Handler() = default; virtual void setNext(Handler* next) { nextHandler = next; } virtual void handleRequest(const std::string& request) { if (nextHandler) { nextHandler->handleRequest(request); } } <p>protected: Handler* nextHandler = nullptr; };</p><p>class ConcreteHandlerA : public Handler { public: void handleRequest(const std::string& request) override { if (request == "A") { std::cout << "Handler A processed the request.n"; } else { Handler::handleRequest(request); } } };</p><p>class ConcreteHandlerB : public Handler { public: void handleRequest(const std::string& request) override { if (request == "B") { std::cout << "Handler B processed the request.n"; } else { Handler::handleRequest(request); } } };</p>
多级处理器的集成方式
在实际应用中，系统往往需要多个层级的处理步骤，例如日志系统中的格式化、过滤、输出等阶段。通过责任链串联不同类型的处理器，可以清晰划分职责。
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- 每一级处理器专注于特定任务，如验证、转换、记录、持久化等
- 链中处理器可动态添加或移除，便于扩展和配置
- 支持部分处理后继续传递，也支持中途终止
例如构建一个消息处理流水线：
class ValidationHandler : public Handler { public: void handleRequest(const Message& msg) override { if (!msg.isValid()) { std::cout << "Message rejected by validation.n"; return; // 终止传递 } std::cout << "Validated message.n"; Handler::handleRequest(msg); } }; <p>class LoggingHandler : public Handler { public: void handleRequest(const Message& msg) override { std::cout << "Logged message: " << msg.getId() << "n"; Handler::handleRequest(msg); } };</p><p>class StorageHandler : public Handler { public: void handleRequest(const Message& msg) override { saveToDatabase(msg); std::cout << "Message stored.n"; // 可能是链尾，无需继续传递 } };</p>
运行时动态配置处理链
利用责任链的优势，可以在程序运行时根据配置构造不同的处理流程。比如根据不同环境启用或跳过某些处理器。
- 通过工厂或配置文件创建处理器链
- 支持条件插入，如调试环境下加入监控处理器
- 链的顺序影响处理结果，需明确设计规则
构建示例：
Handler* buildProcessingChain(bool enableMonitoring) { auto* validator = new ValidationHandler(); auto* logger = new LoggingHandler(); auto* storage = new StorageHandler(); <pre class='brush:php;toolbar:false;'>validator->setNext(logger); logger->setNext(storage); if (enableMonitoring) { auto* monitor = new MonitoringHandler(); logger->setNext(monitor); monitor->setNext(storage); } return validator;
}
基本上就这些。这种结构让系统更易于维护和扩展，每个处理器独立变化，链的组织方式灵活，适合复杂业务流程的建模。关键在于明确每个处理器的职责边界，避免过度耦合。