0134_委托模式 (Delegate)

委托模式 (Delegate)

意图

两个对象参与处理同一个请求，接收请求的对象将请求委托给另一个对象来处理。

委托模式的核心思想是：一个对象将某些职责交给另一个专门的对象去完成，从而实现职责的分离和代码的复用。

UML 图

优点

1. 职责清晰分离：将具体实现逻辑与调用逻辑分离，每个类专注于自己的职责
2. 易于扩展和维护：可以轻松添加新的委托实现，而不影响现有代码
3. 提高代码复用性：多个委托者可以共享同一个委托对象
4. 灵活性高：可以在运行时动态切换委托对象
5. 符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭

缺点

1. 增加系统复杂度：需要创建更多的类和接口
2. 可能造成过度设计：对于简单场景，使用委托模式可能显得繁琐
3. 调试难度增加：调用链变长，问题定位可能更困难
4. 性能开销：多了一层方法调用，可能带来轻微的性能损失

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代码示例：人类与机器人任务委托系统

场景描述

在一个智能工厂中，人类主管将不同类型的生产任务委托给** specialized 机器人**去执行。每个机器人专门负责特定类型的任务。

1. 任务接口 (Task Interface)

// 任务接口 - 定义所有机器人需要实现的能力
public interface Task {/*** 执行任务* @param taskDetails 任务详细信息* @return 执行结果*/String execute(String taskDetails);/*** 获取机器人类型*/String getRobotType();/*** 检查是否能够处理该任务*/boolean canHandle(String taskType);
}

2. 具体委托类 (Concrete Delegates)

// 装配机器人 - 专门负责装配任务
public class AssemblyRobot implements Task {private String name;public AssemblyRobot(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String execute(String taskDetails) {return String.format("🔧 装配机器人[%s]正在执行装配任务: %s\n" +"   - 精确组装零部件\n" +"   - 质量检测\n" +"   - 完成产品装配", name, taskDetails);}@Overridepublic String getRobotType() {return "装配机器人";}@Overridepublic boolean canHandle(String taskType) {return taskType.contains("装配") || taskType.contains("组装") || taskType.contains("生产");}
}// 运输机器人 - 专门负责物料运输
public class TransportRobot implements Task {private String name;public TransportRobot(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String execute(String taskDetails) {return String.format("🚚 运输机器人[%s]正在执行运输任务: %s\n" +"   - 路径规划\n" +"   - 安全运输\n" +"   - 送达目的地", name, taskDetails);}@Overridepublic String getRobotType() {return "运输机器人";}@Overridepublic boolean canHandle(String taskType) {return taskType.contains("运输") || taskType.contains("搬运") || taskType.contains("送达");}
}// 检测机器人 - 专门负责质量检测
public class InspectionRobot implements Task {private String name;public InspectionRobot(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String execute(String taskDetails) {return String.format("🔍 检测机器人[%s]正在执行检测任务: %s\n" +"   - 外观检查\n" +"   - 功能测试\n" +"   - 质量评估", name, taskDetails);}@Overridepublic String getRobotType() {return "检测机器人";}@Overridepublic boolean canHandle(String taskType) {return taskType.contains("检测") || taskType.contains("检查") || taskType.contains("测试");}
}// 焊接机器人 - 专门负责焊接任务
public class WeldingRobot implements Task {private String name;public WeldingRobot(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String execute(String taskDetails) {return String.format("⚡ 焊接机器人[%s]正在执行焊接任务: %s\n" +"   - 精确定位焊接点\n" +"   - 自动焊接\n" +"   - 焊缝检查", name, taskDetails);}@Overridepublic String getRobotType() {return "焊接机器人";}@Overridepublic boolean canHandle(String taskType) {return taskType.contains("焊接") || taskType.contains("连接");}
}

3. 委托者类 (Delegator)

// 人类主管 - 委托者类
public class HumanSupervisor {private String name;private List<Task> availableRobots;private Task currentDelegate;public HumanSupervisor(String name) {this.name = name;this.availableRobots = new ArrayList<>();initializeRobots();}private void initializeRobots() {availableRobots.add(new AssemblyRobot("装配大师-001"));availableRobots.add(new TransportRobot("迅捷运输-002"));availableRobots.add(new InspectionRobot("精密检测-003"));availableRobots.add(new WeldingRobot("焊接专家-004"));}/*** 委托任务给合适的机器人*/public String delegateTask(String taskType, String taskDetails) {System.out.println(String.format("\n👨‍💼 主管[%s]收到任务: %s - %s", name, taskType, taskDetails));// 寻找合适的机器人Task suitableRobot = findSuitableRobot(taskType);if (suitableRobot == null) {return String.format("❌ 错误: 没有找到能够处理'%s'任务的机器人", taskType);}this.currentDelegate = suitableRobot;System.out.println(String.format("   → 委托给: %s[%s]", suitableRobot.getRobotType(), getRobotName(suitableRobot)));// 执行委托return suitableRobot.execute(taskDetails);}/*** 动态添加新的机器人*/public void addRobot(Task robot) {availableRobots.add(robot);System.out.println(String.format("✅ 新机器人上线: %s[%s]", robot.getRobotType(), getRobotName(robot)));}/*** 显示所有可用的机器人*/public void displayAvailableRobots() {System.out.println(String.format("\n📋 主管[%s]可调度的机器人:", name));for (int i = 0; i < availableRobots.size(); i++) {Task robot = availableRobots.get(i);System.out.println(String.format("   %d. %s - %s", i + 1, robot.getRobotType(), getRobotName(robot)));}}private Task findSuitableRobot(String taskType) {return availableRobots.stream().filter(robot -> robot.canHandle(taskType)).findFirst().orElse(null);}private String getRobotName(Task robot) {// 通过反射获取机器人的name字段（简化实现）try {java.lang.reflect.Field field = robot.getClass().getDeclaredField("name");field.setAccessible(true);return (String) field.get(robot);} catch (Exception e) {return "未知";}}// Getter方法public Task getCurrentDelegate() {return currentDelegate;}public List<Task> getAvailableRobots() {return new ArrayList<>(availableRobots);}
}

4. 客户端代码

public class DelegatePatternDemo {public static void main(String[] args) {System.out.println("=== 委托模式演示 - 人类与机器人任务协作系统 ===\n");// 创建人类主管HumanSupervisor supervisor = new HumanSupervisor("张主管");// 显示可用机器人supervisor.displayAvailableRobots();// 演示任务委托System.out.println("\n" + "=".repeat(50));System.out.println("开始任务委托演示:");System.out.println("=".repeat(50));// 委托装配任务String result1 = supervisor.delegateTask("装配任务", "汽车发动机组装");System.out.println(result1);// 委托运输任务String result2 = supervisor.delegateTask("运输任务", "将原材料运送到生产线A");System.out.println(result2);// 委托检测任务String result3 = supervisor.delegateTask("质量检测", "成品手机功能测试");System.out.println(result3);// 委托焊接任务String result4 = supervisor.delegateTask("焊接任务", "钢结构框架连接");System.out.println(result4);// 演示动态添加新机器人System.out.println("\n" + "=".repeat(50));System.out.println("动态扩展演示:");System.out.println("=".repeat(50));Task newRobot = RobotFactory.createRobot("assembly", "高效装配-005");supervisor.addRobot(newRobot);supervisor.displayAvailableRobots();// 演示无法处理的任务System.out.println("\n" + "=".repeat(50));System.out.println("错误处理演示:");System.out.println("=".repeat(50));String result5 = supervisor.delegateTask("烹饪任务", "制作员工午餐");System.out.println(result5);System.out.println("\n=== 演示完成 ===");// 显示最终的委托关系System.out.println("\n最终委托状态:");System.out.println("当前委托的机器人: " + (supervisor.getCurrentDelegate() != null ? supervisor.getCurrentDelegate().getRobotType() : "无"));}
}

在Spring的应用

在Spring框架中，委托模式被广泛应用：

// Spring中的委托模式示例
@Service
public class OrderProcessingService {// 通过依赖注入委托给不同的处理器@Autowiredprivate List<OrderHandler> orderHandlers;public void processOrder(Order order) {// 委托给合适的处理器OrderHandler suitableHandler = orderHandlers.stream().filter(handler -> handler.canHandle(order.getType())).findFirst().orElseThrow(() -> new RuntimeException("No suitable handler found"));suitableHandler.handle(order);}
}// 处理器接口
public interface OrderHandler {boolean canHandle(OrderType type);void handle(Order order);
}// 具体处理器
@Service
public class OnlineOrderHandler implements OrderHandler {@Overridepublic boolean canHandle(OrderType type) {return type == OrderType.ONLINE;}@Overridepublic void handle(Order order) {// 处理在线订单}
}

总结

委托模式 vs 代理模式：

• 委托模式：强调职责转移，委托对象真正执行任务
• 代理模式：强调访问控制，代理对象控制对真实对象的访问

委托模式的核心价值：

1. 专业分工：每个机器人专注于自己擅长的领域
2. 灵活调度：人类主管可以根据任务类型动态选择最合适的执行者
3. 易于扩展：新增机器人类型不影响现有系统
4. 职责清晰：人类负责决策和调度，机器人负责具体执行

这种模式在现实世界的团队协作、微服务架构、任务调度系统等场景中都有广泛应用，体现了"让专业的人做专业的事"的设计哲学。