C++怎么实现一个工厂模式_C++常用设计模式与Factory Pattern解析

工厂模式是将对象创建封装于工厂中以解耦客户端与具体类的依赖。通过工厂根据参数返回不同产品实例,如简单工厂中传入类型创建ConcreteProductA或B,提升可维护性与扩展性。

c++怎么实现一个工厂模式_c++常用设计模式与factory pattern解析

工厂模式是C++中常用的设计模式之一,主要用于解耦对象的创建过程。当系统需要在运行时决定创建哪种具体类的实例时,使用工厂模式可以提升代码的可维护性和扩展性。

什么是工厂模式

工厂模式的核心思想是:将对象的创建封装起来,客户端不直接使用 new 来实例化具体类,而是通过一个“工厂”来获取对象。这样,新增类或修改类的创建逻辑时,不需要改动大量已有代码。

简单工厂模式(Simple Factory)

简单工厂不是严格意义上的设计模式,但常被用作入门示例。它通过一个工厂类根据传入参数决定返回哪个具体类的实例。

示例代码:

定义产品基类:

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class Product {public:    virtual void use() = 0;    virtual ~Product() = default;};class ConcreteProductA : public Product {public:    void use() override {        std::cout << "Using Product An";    }};class ConcreteProductB : public Product {public:    void use() override {        std::cout << "Using Product Bn";    }};

定义工厂类:

class SimpleFactory {public:    static std::unique_ptr createProduct(char type) {        if (type == 'A') {            return std::make_unique();        } else if (type == 'B') {            return std::make_unique();        }        return nullptr;    }};

使用方式:

auto product = SimpleFactory::createProduct('A');product->use();

工厂方法模式(Factory Method)

工厂方法模式将对象的创建延迟到子类。定义一个创建对象的接口,由子类决定实例化哪一个类。

定义工厂接口:

class Factory {public:    virtual std::unique_ptr createProduct() = 0;    virtual ~Factory() = default;};class ConcreteFactoryA : public Factory {public:    std::unique_ptr createProduct() override {        return std::make_unique();    }};class ConcreteFactoryB : public Factory {public:    std::unique_ptr createProduct() override {        return std::make_unique();    }};

使用方式:

std::unique_ptr factory = std::make_unique();auto product = factory->createProduct();product->use();

这种方式更符合开闭原则。增加新产品时,只需添加新的工厂和产品类,无需修改原有代码。

抽象工厂模式(Abstract Factory)

抽象工厂用于创建一系列相关或依赖的对象,而无需指定具体类。适合构建产品族。

扩展产品类:

class Button {public:    virtual void render() = 0;    virtual ~Button() = default;};class WindowsButton : public Button {public:    void render() override {        std::cout << "Render Windows buttonn";    }};class MacButton : public Button {public:    void render() override {        std::cout << "Render Mac buttonn";    }};

抽象工厂接口:

class GUIFactory {public:    virtual std::unique_ptr

客户端可以根据系统类型选择对应的工厂,统一创建整套界面控件。

使用建议与注意事项

优先使用工厂方法或抽象工厂,避免简单工厂在新增类型时频繁修改代码。 结合智能指针(如 unique_ptr)管理对象生命周期,防止内存泄漏。 工厂类可配合配置文件或反射机制实现动态绑定,进一步提高灵活性。 注意不要过度设计。如果类型固定且数量少,直接构造可能更清晰。

基本上就这些。掌握工厂模式有助于写出更清晰、易扩展的C++代码。关键在于理解“封装变化”的思想,把对象创建这个易变点集中管理。

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