C# 设计模式（行为型模式）：责任链模式

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，用于让多个对象有机会处理同一个请求，避免请求发送者与接收者之间的耦合。它通过将请求沿着一条链传递，直到某个对象处理它，从而实现了请求和处理者的动态解耦。

一、责任链模式的核心概念

请求传递：将请求从一个对象传递到下一个对象，直到找到能够处理请求的对象为止。
职责分离：每个对象专注于处理自己的职责，其他职责交由链上的其他对象处理。
动态链条：链条的结构可以动态调整，灵活扩展。

二、模式结构

在责任链模式中，通常包含以下角色：

Handler（抽象处理者）

定义一个接口，声明处理请求的方法，以及一个引用指向下一个处理者。
ConcreteHandler（具体处理者）

实现抽象处理者接口，负责处理具体的请求。如果不能处理，则将请求传递给下一个处理者。
Client（客户端）

创建并配置责任链，并向链的起点发出请求。

三、适用场景

职责分散：需要将职责分散到多个对象中，以便降低耦合度。
动态处理：某些请求需要灵活地由不同的对象处理。
多级审批：如审批系统、权限管理等需要逐级处理的场景。

四、C# 实现案例

1. 场景描述

假设一个公司有以下审批流程：

如果报销金额小于 1000 元，由经理审批。
如果金额在 1000 元到 5000 元之间，由总监审批。
如果金额超过 5000 元，由副总裁审批。

2. 实现代码

csharp 复制代码

using System;

namespace ChainOfResponsibilityExample
{
    // 抽象处理者
    abstract class Approver
    {
        protected Approver NextApprover;

        public void SetNext(Approver nextApprover)
        {
            NextApprover = nextApprover;
        }

        public abstract void HandleRequest(PurchaseRequest request);
    }

    // 具体处理者：经理
    class Manager : Approver
    {
        public override void HandleRequest(PurchaseRequest request)
        {
            if (request.Amount < 1000)
            {
                Console.WriteLine($"经理批准了金额为 {request.Amount} 元的请求。");
            }
            else if (NextApprover != null)
            {
                NextApprover.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

    // 具体处理者：总监
    class Director : Approver
    {
        public override void HandleRequest(PurchaseRequest request)
        {
            if (request.Amount >= 1000 && request.Amount <= 5000)
            {
                Console.WriteLine($"总监批准了金额为 {request.Amount} 元的请求。");
            }
            else if (NextApprover != null)
            {
                NextApprover.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

    // 具体处理者：副总裁
    class VicePresident : Approver
    {
        public override void HandleRequest(PurchaseRequest request)
        {
            if (request.Amount > 5000)
            {
                Console.WriteLine($"副总裁批准了金额为 {request.Amount} 元的请求。");
            }
            else if (NextApprover != null)
            {
                NextApprover.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

    // 请求类
    class PurchaseRequest
    {
        public double Amount { get; }

        public PurchaseRequest(double amount)
        {
            Amount = amount;
        }
    }

    // 客户端
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 构建责任链
            Approver manager = new Manager();
            Approver director = new Director();
            Approver vicePresident = new VicePresident();

            manager.SetNext(director);
            director.SetNext(vicePresident);

            // 模拟请求
            var request1 = new PurchaseRequest(500);
            var request2 = new PurchaseRequest(3000);
            var request3 = new PurchaseRequest(10000);

            manager.HandleRequest(request1);
            manager.HandleRequest(request2);
            manager.HandleRequest(request3);
        }
    }
}

五、运行结果

执行上述代码后，输出如下：

经理批准了金额为 500 元的请求。
总监批准了金额为 3000 元的请求。
副总裁批准了金额为 10000 元的请求。

六、优缺点分析

优点：

解耦请求与处理者：发送者无需知道具体的处理者是谁，减少了系统耦合。
职责分离：每个处理者只需专注于自己的职责，代码清晰易维护。
易于扩展：可以轻松添加新的处理者，调整链条结构。

缺点：

可能无处理者响应：如果链的末端没有处理请求的逻辑，可能导致请求丢失。
性能开销：请求需要沿着链传递，链条过长可能影响性能。

七、实际应用场景

审批流程：多级审批系统中，每个级别的管理者负责不同金额范围的审批。
日志处理：不同级别的日志可以由不同的处理器记录（如控制台、文件或远程服务器）。
权限验证：多级权限验证链，根据用户角色处理请求。

八、总结

责任链模式是一种优雅的设计模式，适用于需要动态分配职责的场景。通过它，可以实现请求发送者与处理者的解耦，使系统具有更好的扩展性和灵活性。如果你正在设计一个多级处理的系统，不妨试试责任链模式！

希望这篇文章能帮助你更好地理解责任链模式！如果有疑问或建议，欢迎在评论区留言 😊