c++如何实现工厂模式_c++工厂(Factory)设计模式实现方法

工厂模式通过解耦对象创建提升代码灵活性，C++中可用基类指针与多态实现：1. 简单工厂根据参数创建具体产品；2. 工厂方法将创建延迟到子类；3. 抽象工厂用于创建相关对象族；4. 结合智能指针优化内存管理，避免泄漏。

工厂模式是一种创建型设计模式，用来解耦对象的创建过程。在C++中，通过基类指针和多态机制可以很好地实现工厂模式，使程序更灵活、易于扩展。

1. 简单工厂模式（Simple Factory）

简单工厂不是严格意义上的设计模式，但它是理解工厂概念的良好起点。它通过一个工厂类根据传入的参数决定创建哪一种具体产品。

假设我们有一个图形绘制程序，需要创建不同的图形对象：

// 具体图形类
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制圆形
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制矩形
    }
};

// 工厂类
class ShapeFactory {
public:
    enum ShapeType { CIRCLE, RECTANGLE };

    static Shape* createShape(ShapeType type) {
        switch (type) {
            case CIRCLE:
                return new Circle();
            case RECTANGLE:
                return new Rectangle();
            default:
                return nullptr;
        }
    }
};

使用方式：

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2. 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。

定义抽象工厂接口：

// 具体工厂
class CircleFactory : public ShapeFactory {
public:
    Shape* createShape() override {
        return new Circle();
    }
};

class RectangleFactory : public ShapeFactory {
public:
    Shape* createShape() override {
        return new Rectangle();
    }
};

客户端代码：

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3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

当需要创建一组相关或依赖对象时，使用抽象工厂。例如，不同主题下的按钮和文本框。

class WinButton : public Button {
public:
    void click() override { / Windows风格点击 / }
};

// 文本框基类
class TextBox {
public:
    virtual void display() = 0;
    virtual ~TextBox() {}
};

class WinTextBox : public TextBox {
public:
    void display() override { / Windows风格显示 / }
};

// 抽象工厂
class GUIFactory {
public:
    virtual Button createButton() = 0;
    virtual TextBox createTextBox() = 0;
    virtual ~GUIFactory() = default;
};

// 具体工厂：Windows风格
class WinFactory : public GUIFactory {
public:
    Button* createButton() override {
        return new WinButton();
    }

    TextBox* createTextBox() override {
        return new WinTextBox();
    }
};

4. 使用智能指针优化内存管理

上面的例子使用了裸指针和手动 delete，容易出错。推荐使用智能指针避免内存泄漏。

修改返回类型为 std::unique_ptr：

using ShapePtr = std::unique_ptr<Shape>;

class ShapeFactory {
public:
    virtual ShapePtr createShape() = 0;
    virtual ~ShapeFactory() = default;
};

class CircleFactory : public ShapeFactory {
public:
    ShapePtr createShape() override {
        return std::make_unique<Circle>();
    }
};

调用时无需手动释放资源，RAII 自动处理。

基本上就这些。工厂模式能有效分离对象创建与使用，提升代码可维护性。实际项目中结合配置或注册机制还能实现动态加载。

以上就是c++++如何实现工厂模式_c++工厂(Factory)设计模式实现方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！