工厂模式通过封装对象创建过程实现解耦，包含简单工厂、工厂方法和抽象工厂三种形式；简单工厂用静态方法根据参数创建产品，工厂方法由子类决定实例化哪个类，抽象工厂用于创建相关产品族；C++中应结合多态、智能指针与开闭原则，合理选择模式以提升可维护性与扩展性。
工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象的创建过程封装起来，使代码更灵活、可扩展。在C++中，通过抽象基类和派生类的组合，结合多态机制，可以很好地实现工厂模式。这种模式的核心思想是：客户端不直接使用 new 创建对象，而是通过一个“工厂”来获取实例，从而解耦对象的使用与创建。
简单工厂模式（Simple Factory）
简单工厂模式不是严格意义上的设计模式，但它是理解工厂模式的良好起点。它通过一个静态方法根据输入参数决定创建哪种类的实例。
- 定义一个产品基类（通常是抽象类），派生出多个具体产品类
- 创建一个工厂类，包含一个静态方法，根据参数返回对应的产品对象指针
- 客户端调用工厂方法获取对象，无需关心具体类型
示例代码：
#includeusing namespace std; // 产品基类 class Product { public: virtual void use() = 0; virtual ~Product() = default; };
// 具体产品A class ConcreteProductA : public Product { public: void use() override { cout << "Using Product A\n"; } };
// 具体产品B class ConcreteProductB : public Product { public: void use() override { cout << "Using Product B\n"; } };
// 工厂类 class SimpleFactory { public: static Product* createProduct(char type) { if (type == 'A') { return new ConcreteProductA(); } else if (type == 'B') { return new ConcreteProductB(); } return nullptr; } };
// 客户端代码 int main() { Product p1 = SimpleFactory::createProduct('A'); Product p2 = SimpleFactory::createProduct('B');
p1-youjiankuohaophpcnuse(); // 输出: Using Product A p2-youjiankuohaophpcnuse(); // 输出: Using Product B delete p1; delete p2; return 0;}
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
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。每个具体工厂负责创建对应的具体产品，符合开闭原则——对扩展开放，对修改关闭。
- 定义一个工厂基类，声明创建产品的纯虚函数
- 每个具体工厂继承自工厂基类，实现自己的对象创建逻辑
- 产品类结构保持不变
示例代码片段：
// 工厂基类
class Factory {
public:
virtual Product* createProduct() = 0;
virtual ~Factory() = default;
};
// 具体工厂A
class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
Product* createProduct() override {
return new ConcreteProductA();
}
};
// 具体工厂B
class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:
Product* createProduct() override {
return new ConcreteProductB();
}
};
// 使用方式
int main() {
Factory factory = new ConcreteFactoryA();
Product product = factory->createProduct();
product->use(); // 输出: Using Product A
delete product;
delete factory;
return 0;
}
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
抽象工厂模式（Abstract Factory）
当需要创建一组相关或依赖的对象时，使用抽象工厂模式。它提供一个接口，用于创建一系列相关对象，而无需指定具体类。
- 定义多个产品族（如 Button、Border 等）
- 每个产品族有多个变体（如 WindowsButton、MacButton）
- 抽象工厂声明创建各个产品的方法，具体工厂实现这些方法
该模式适用于界面组件库、跨平台系统等场景，能保证同一工厂创建的产品风格一致。
使用建议与注意事项
工厂模式虽然提升了灵活性，但也增加了类的数量和系统复杂度。在C++中还需注意以下几点：
- 使用智能指针（如 unique_ptr）管理内存，避免手动 delete 导致的泄漏
- 若产品类型频繁增减，优先考虑工厂方法或抽象工厂，便于维护
- 结合配置文件或运行时参数决定工厂行为，提升可配置性
- 避免过度设计，简单场景可用简单工厂即可
基本上就这些。掌握这三种工厂模式，能在不同复杂度需求下合理选择方案，提升C++项目的可维护性和扩展性。
