Factory Method模式通过定义创建对象的接口，由子类决定实例化具体类，实现对象创建与使用的解耦。以日志系统为例，首先定义抽象产品Logger，声明write接口；接着实现FileLogger和ConsoleLogger等具体产品类，分别重写write方法以实现不同输出逻辑；然后定义工厂基类LoggerFactory，提供创建Logger的纯虚函数createLogger；再由FileLoggerFactory和ConsoleLoggerFactory等具体工厂类实现该方法，返回对应的日志对象；客户端仅依赖抽象工厂和产品接口，无需关心具体类型，从而实现灵活扩展与维护。
工厂模式在C++中用于解耦对象的创建过程，让子类决定实例化哪一个类。它适用于需要根据不同的条件创建不同类型的对象，但又希望调用方无需关心具体类型的情况。Factory Method 模式是其中一种经典实现方式。
什么是Factory Method模式
Factory Method 模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。这样，父类把对象的创建延迟到子类中完成，提高了扩展性。
核心思想是：把“创建对象”的逻辑封装起来，客户端只依赖抽象接口，不直接使用 new 创建具体类。
基本结构与代码示例
假设我们要设计一个日志系统，支持文件日志和控制台日志两种输出方式，通过工厂方法动态创建对应的日志处理器。
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步骤一：定义产品接口
所有具体产品都继承自同一个基类：
Logger.h
class Logger {
public:
virtual void write(const std::string& message) = 0;
virtual ~Logger() = default;
};
步骤二：实现具体产品
FileLogger.h
class FileLogger : public Logger {
public:
void write(const std::string& message) override {
std::cout
}
};
ConsoleLogger.h
class ConsoleLogger : public Logger {
public:
void write(const std::string& message) override {
std::cout
}
};
步骤三：定义工厂接口
工厂基类声明一个创建产品的纯虚函数：
LoggerFactory.h
class LoggerFactory {
public:
virtual Logger* createLogger() = 0;
virtual ~LoggerFactory() = default;
};
步骤四：实现具体工厂
每个具体工厂负责创建对应的具体产品：
FileLoggerFactory.h
class FileLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
Logger* createLogger() override {
return new FileLogger();
}
};
ConsoleLoggerFactory.h
class ConsoleLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
Logger* createLogger() override {
return new ConsoleLogger();
}
};
步骤五：客户端使用工厂
客户端通过工厂接口获取对象，无需知道具体类名：
int main() {
LoggerFactory* factory = nullptr;
std::string type = "file"; // 或 "console"
if (type == "file") {
factory = new FileLoggerFactory();
} else {
factory = new ConsoleLoggerFactory();
}
Logger* logger = factory->createLogger();
logger->write("Test message");
delete logger;
delete factory;
return 0;
}
改进：避免裸指针和内存泄漏
上面的例子用了 raw pointer 和 new/delete，容易出错。现代 C++ 推荐使用智能指针管理资源。
将工厂返回类型改为 std::unique_ptr：
class LoggerFactory {
public:
virtual std::unique_ptr
virtual ~LoggerFactory() = default;
};
class FileLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
std::unique_ptr
return std::make_unique
}
};
客户端代码更安全：
auto factory = std::make_unique
auto logger = factory->createLogger();
logger->write("Safe with smart pointers");
适用场景与优点
Factory Method 适合以下情况：
- 当一个类不知道它所必须创建的对象的类时
- 希望子类决定创建哪个类的对象
- 把对象创建的责任集中在一个地方，便于维护和替换
优点包括：
- 降低耦合度：客户端不直接依赖具体类
- 易于扩展：新增产品只需添加新工厂，符合开闭原则
- 隐藏创建细节：客户端只关心接口行为
基本上就这些。使用 Factory Method 能有效组织对象创建逻辑，提升代码可维护性和灵活性。
