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

🔄 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

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

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

八、面试回答模板

“我们在 Web 框架中使用责任链模式构建中间件处理流。每个中间件负责一部分功能，比如鉴权、日志、缓存，如果某个中间件未处理，就将请求传递给下一个。责任链极大提升了模块解耦和扩展性，同时支持动态组合不同处理顺序。”

✅ 建议强调链式流动、模块化处理、动态组合优势。

九、口诀记忆

“节点串成链，请求顺流传；能处就拦截，不能就后延。”

十、明日预告：Day 17

中介者模式（Mediator Pattern）：统一控制对象交互，减少对象间耦合，简化系统复杂度。