Chain of Responsibility を Python で

Chain of Responsibility は、振る舞いに関するデザインパターンの一つで、潜在的なハンドラーの連鎖の上を、ハンドラーのどれかが処理するまで、リクエストを回していきます。

このパターンを利用すると、送り手のクラスと受け手の具象クラスとを結合することなく、複数のオブジェクトにリクエストを処理する機会を与えることができます。連鎖は実行時に、標準のハンドラー・インターフェースに従うハンドラーから動的に構成されます。

Chain of Responsibility の詳細

複雑度：

人気度：

使用例： Chain of Responsibility パターンは、 Python ではよく見かけます。フィルターやイベント・チェーンのようなオブジェクトの連鎖を対象に動作するコードを書く時に、最も役に立ちます。

見つけ方： 共通のインターフェースに従うオブジェクトのグループで、実作業を行うメソッドが、別のオブジェクトの同一メソッドを呼ぶことから、このパターンを識別できます。

概念的な例

この例は、 Chain of Responsibility デザインパターンの構造を説明するためのものです。以下の質問に答えることを目的としています：

どういうクラスからできているか？
それぞれのクラスの役割は？
パターンの要素同士はどう関係しているのか？

main.py: 概念的な例

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod
from typing import Any, Optional


class Handler(ABC):
    """
    The Handler interface declares a method for building the chain of handlers.
    It also declares a method for executing a request.
    """

    @abstractmethod
    def set_next(self, handler: Handler) -> Handler:
        pass

    @abstractmethod
    def handle(self, request) -> Optional[str]:
        pass


class AbstractHandler(Handler):
    """
    The default chaining behavior can be implemented inside a base handler
    class.
    """

    _next_handler: Handler = None

    def set_next(self, handler: Handler) -> Handler:
        self._next_handler = handler
        # Returning a handler from here will let us link handlers in a
        # convenient way like this:
        # monkey.set_next(squirrel).set_next(dog)
        return handler

    @abstractmethod
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if self._next_handler:
            return self._next_handler.handle(request)

        return None


"""
All Concrete Handlers either handle a request or pass it to the next handler in
the chain.
"""


class MonkeyHandler(AbstractHandler):
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "Banana":
            return f"Monkey: I'll eat the {request}"
        else:
            return super().handle(request)


class SquirrelHandler(AbstractHandler):
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "Nut":
            return f"Squirrel: I'll eat the {request}"
        else:
            return super().handle(request)


class DogHandler(AbstractHandler):
    def handle(self, request: Any) -> str:
        if request == "MeatBall":
            return f"Dog: I'll eat the {request}"
        else:
            return super().handle(request)


def client_code(handler: Handler) -> None:
    """
    The client code is usually suited to work with a single handler. In most
    cases, it is not even aware that the handler is part of a chain.
    """

    for food in ["Nut", "Banana", "Cup of coffee"]:
        print(f"\nClient: Who wants a {food}?")
        result = handler.handle(food)
        if result:
            print(f"  {result}", end="")
        else:
            print(f"  {food} was left untouched.", end="")


if __name__ == "__main__":
    monkey = MonkeyHandler()
    squirrel = SquirrelHandler()
    dog = DogHandler()

    monkey.set_next(squirrel).set_next(dog)

    # The client should be able to send a request to any handler, not just the
    # first one in the chain.
    print("Chain: Monkey > Squirrel > Dog")
    client_code(monkey)
    print("\n")

    print("Subchain: Squirrel > Dog")
    client_code(squirrel)

Output.txt: 実行結果

Chain: Monkey > Squirrel > Dog

Client: Who wants a Nut?
  Squirrel: I'll eat the Nut
Client: Who wants a Banana?
  Monkey: I'll eat the Banana
Client: Who wants a Cup of coffee?
  Cup of coffee was left untouched.

Subchain: Squirrel > Dog

Client: Who wants a Nut?
  Squirrel: I'll eat the Nut
Client: Who wants a Banana?
  Banana was left untouched.
Client: Who wants a Cup of coffee?
  Cup of coffee was left untouched.