Chain of Responsibility @ C++

mkinoさんによるオブジェクト指向の言語比較論中の、 Chain of Responsibility の C++ による実装を自分なりに書き直してみました。

目的

記事のオリジナルの実装が批判されている点は、次の通り。

リクエストの種類が増えるたびに、Handler クラスにハンドラを追加しなくてはいけない。
リクエストとハンドラの対応付けを、コードの中でやらなくてはいけない。
Handler を継承したクラスでは、すべてのハンドラの空実装が作られてしまう。

まず、メソッドでないもの（例えば文字列）を通して何らかのメソッドを得るためには、 C++では、絶対どこかに変換を行うコードが必要になってしまいます。なので、２番目は無理。あきらめます。^^; 残りの二つを何とかしましょう。

以下の実装では、

基底である Handler クラスは、リクエストの種類を知る必要がない。つまり、リクエストの種類が増えても、Handler クラスを変更する必要がない。
リクエストの種類が増えてもすべてのオブジェクトを変更する必要がない。ハンドラを実装するクラスに「ハンドラ関数本体」と「どのリクエストをハンドルできるかの情報」を書き足すのみでよい。

となっています。

実装

ソース全体

// チェインのための Handler クラス
class Handler
{
private:
  // 次の handler
  Handler* successor_;

  // 'リクエスト'
  class Request {
    friend class Handler;
    virtual void sendTo( Handler* p )           const = 0;
    virtual bool sendableTo( const Handler* p ) const = 0;
  };
public:
  template <class Impl>
  class RequestGen : public Request {
    void sendTo( Handler* p ) const
      { dynamic_cast<Impl*>(p)->invoke(); }
    bool sendableTo( const Handler* p ) const
      { return dynamic_cast<const Impl*>(p)!=0; }
  };

  // コンストラクタ
  Handler( Handler* successor )
    : successor_(successor) {}

  // デストラクタ
  virtual ~Handler() {}

  // リクエストが受付可能かどうかのチェック
  bool hasHandler( const Request& req ) const
    { return req.sendableTo(this); }

  // リクエストを処理する
  void handleRequest( const Request& req )
  {
    if( req.sendableTo(this) ) {
      req.sendTo(this);
    }
    else if( successor_ ) {
      successor_->handleRequest(req);
    }
  }
};

// リクエスト 'HELP'
struct HelpHandler {
  void invoke() { help(); }
  virtual void help() = 0;
};
static Handler::RequestGen<HelpHandler> HELP_REQUEST;

// リクエスト 'PRINT'
struct PrintHandler {
  void invoke() { print(); }
  virtual void print() = 0;
};
static Handler::RequestGen<PrintHandler> PRINT_REQUEST;

// リクエスト 'PREVIEW'
struct PreviewHandler {
  void invoke() { preview(); }
  virtual void preview() = 0;
};
static Handler::RequestGen<PreviewHandler> PREVIEW_REQUEST;

// Button クラス
class Button : public Handler, public HelpHandler
{
public:
  Button( Handler* suc ) : Handler(suc) {}
  void help() {
    cout << "ButtonHelp" << endl;
  }
};

// Application クラス
class Application : public Handler, public PreviewHandler
{
public:
  Application( Handler* suc ) : Handler(suc) {}
  void preview() {
    cout << "AppPreview" << endl;
  }
};

// Dialog クラス
class Dialog : public Handler, public PrintHandler
{
public:
  Dialog( Handler* suc ) : Handler(suc) {}
  void print() {
    cout << "DialogPrint" << endl;
  }
};

int main()
{
  Application app(0);
  Dialog dialog(&app);
  Button button(&dialog);

  button.handleRequest(HELP_REQUEST);
  button.handleRequest(PRINT_REQUEST);
  button.handleRequest(PREVIEW_REQUEST);
}

検討

１個のリクエストの定義に５行も要るのはいかがなものか。
　→ 私なら迷わずプリプロセッサを使うけど、それは批判も大きい。
ButtonやApplicationクラスに、ハンドラ関数定義だけでなく public PrintHandler などが必要なのは面倒だし error-proneだ。
　→ 猛烈に同意。
　→ ただしこの明示的な情報が必須であるために、Javaでの実装にあるような、sendRequest を通じて任意の public ゼロ引数メソッドを呼び出せてしまう、といった懸念は自明に除かれる。

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