Design Pattern: Chain of Responsibility 模式
 

2009-09-18 来源:riabook.cn

 

其实Chain of Responsibility的概念,即使是一个刚学程式设计的新手也会用到,一个简单的 if...else if ... else 流程控制就有Chain of Responsibility的概念:

if(/* 符合请求条件一 */)
    // 执行请求一
else if(/* 符合请求条件二 */)
    // 执行请求二
else
    // 执行预设请求或显示讯息

这是从结构化程式设计的观点来看Chain of Responsibility的概念,若使用物件的观点来看Chain of Responsibility的话,有一个较佳的例子就是Java的例外处理机制,当程式中发生例外时,也比会catch所捕捉的例外是否符合,如果符合就执行所设定的处理,如果都没有比对到适当的例外物件,就会将例外丢出try...catch区块之外。

在 Gof 的书 中给定Chain of Responsibility目的为:使多个物件都有机会处理请求,以避免请求的发送者与接收者之间的耦合关系,将这些物件组合为一个链,并沿着这个链传递该请求,直到有物件处理它为止。

先用一个例子来说明使用if...else的方式来处理请求:

  • IHandler.java
    public interface IHandler {
        public void handle(); 
    }  
    
  • SymbolHandler.java
    public class SymbolHandler implements IHandler { 
        public void handle() { 
           System.out.println("Symbol has been handled"); 
        } 
    }  
    
  • CharacterHandler.java
    public class CharacterHandler implements IHandler { 
        public void handle() { 
           System.out.println("Character has been handled"); 
        } 
    }  
    
  • NumberHandler.java
    public class NumberHandler implements IHandler { 
        public void handle() { 
           System.out.println("Number has been handled"); 
        } 
    } 
    
  • Application.java
    import java.io.*; 
    
    public class Application { 
       public void run() throws Exception { 
           System.out.print("Press any key then return: "); 
           char c = (char) System.in.read(); 
    
           IHandler handler = null; 
           if (Character.isLetter(c)) {
             handler = new CharacterHandler(); 
           }
           else if (Character.isDigit(c)) {
              handler = new NumberHandler(); 
           }
           else {
              handler = new SymbolHandler(); 
           }
    
           handler.handle(); 
       } 
    
       public static void main(String[] args) 
                               throws IOException {
              Application app = new Application();
              app.run(); 
       } 
    } 
    

这是一个很简单的程式,可以判定您所输入的是数字、字元或是符号,如果将之以物件的方式来组织物件之间的职责,可以将程式改写如下:

  • Handler.java
    public class Handler { 
        private Handler successor;
    
        public void setSuccessor(Handler successor) { 
            this.successor = successor; 
        }
    
        public Handler getSuccessor() { 
            return successor; 
        }
    
        public void handleRequest(char c) { 
            if(successor != null) 
                successor.handleRequest(c); 
        } 
    }  
    
  • NumberHandler.java
    public class NumberHandler extends Handler { 
        public void handleRequest(char c) { 
            if(Character.isDigit(c)) { 
                System.out.println("Number has been handled"); 
            } 
            else {
                getSuccessor().handleRequest(c); 
            }
        } 
    }  
    
  • CharacterHandler.java
    public class CharacterHandler extends Handler { 
        public void handleRequest(char c) { 
            if(Character.isLetter(c)) { 
                System.out.println("Character has been handled"); 
            } 
            else {
                getSuccessor().handleRequest(c); 
            }
        } 
    }  
    
  • SymbolHandler.java
    public class SymbolHandler extends Handler { 
        public void handleRequest(char c) { 
            System.out.println("Symbol has been handled"); 
        } 
    }  
    
  • Application.java
    import java.io.*; 
    
    public class Application {
        public static void main(String[] args) 
                                     throws IOException { 
            Handler numberHandler = new NumberHandler(); 
            Handler characterHandler = new CharacterHandler(); 
            Handler symbolHandler = new SymbolHandler(); 
    
            numberHandler.setSuccessor(characterHandler); 
            characterHandler.setSuccessor(symbolHandler); 
    
            System.out.print("Press any key then return: "); 
            char c = (char)System.in.read(); 
            numberHandler.handleRequest(c); 
        } 
    } 

在组织物件之间的职责时,通常是从细粒度至粗粒度的方式来组织,从特殊到抽象化,就像程式中将数字视为字元的特殊化,字元又为符号的特殊化。

Chain of Responsibility的 UML 结构图如下所示:
 

Chain of Responsibility
 

从物件执行请求的时间来看,其运作是很简单的职责传递而已,如下:
 

Chain of Responsibility

以上所举的例子在请求上是很简单的,只是比对输入的型态,在更一般的情况下,可以将请求包装为一个物件,并提供getType()之间的方法,以让 Chain of Responsibility中的物件进行比对,例如:

  • Request.java
    public class Request{ 
      private String type; 
    
        public Request(String type) { this.type=type; }
      public String getType() { return type; }
    
      public void execute(){ 
                // 执行请求 
      } 
    } 
    

在Gof的书中所举的例子为辅助说明系统,在一个介面中希望使用者一定可以得到相关的说明主题,如果子元件有说明的话,就显示相关说明,否则的话就转发给包括它的容器元件或父元件,以保证使用者的辅助说明请求一定可以得到回应。


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