c++如何实现工厂设计模式_c++创建型设计模式实战-C++-PHP中文网

c++如何实现工厂设计模式_c++创建型设计模式实战

冰火之心

发布： 2025-12-18 08:22:37

原创

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工厂模式通过分离对象创建与使用提升代码可维护性；简单工厂用参数决定实例化类型，适合固定场景；工厂方法由子类决定创建具体产品，符合开闭原则；抽象工厂用于创建一系列相关产品，适用于多产品族场景。

c++如何实现工厂设计模式_c++创建型设计模式实战

工厂设计模式是一种常见的创建型设计模式，它通过提供一个创建对象的接口，将对象的实例化过程延迟到子类中完成，或者由专门的工厂类来处理。在C++中，使用工厂模式可以有效解耦对象的创建与使用，提升代码的可维护性和扩展性。

简单工厂模式（Simple Factory）

简单工厂模式不是23种设计模式之一，但它是理解工厂模式的基础。它通过一个工厂类根据传入的参数决定创建哪一种产品对象。

假设我们要创建不同类型的图形（如圆形、矩形），可以定义一个基类 Shape：

class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;
    virtual ~Shape() = default;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a Circle\n";
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a Rectangle\n";
    }
};

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接着定义一个工厂类，根据类型创建具体对象：

class ShapeFactory {
public:
    static std::unique_ptr<Shape> createShape(const std::string& type) {
        if (type == "circle") {
            return std::make_unique<Circle>();
        } else if (type == "rectangle") {
            return std::make_unique<Rectangle>();
        }
        return nullptr;
    }
};

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使用方式如下：

auto shape = ShapeFactory::createShape("circle");
if (shape) {
    shape->draw();
}

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这种方式适合产品种类较少且不常变动的情况。

工厂方法模式（Factory Method）

工厂方法模式将对象的创建交由子类决定，定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。

定义抽象工厂接口：

class ShapeFactory {
public:
    virtual std::unique_ptr<Shape> createShape() = 0;
    virtual ~ShapeFactory() = default;
};

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

class RectangleFactory : public ShapeFactory {
public:
    std::unique_ptr<Shape> createShape() override {
        return std::make_unique<Rectangle>();
    }
};

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客户端通过具体的工厂来创建对象：

std::unique_ptr<ShapeFactory> factory = std::make_unique<CircleFactory>();
auto shape = factory->createShape();
shape->draw();

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这种结构更符合开闭原则，新增图形类型时只需添加新的工厂类，无需修改已有代码。

XmxCms企业网站管理系统2.0

原本这个程序只是本人两年前初学时练手的，最近拿出来进行了修改，所以叫XmxCms 企业网站管理系统2.0 开发环境：WinXP + VS2008 + SQLServer 2008 + Access开发语言：C#本程序采用三层架构 + 抽象工厂设计模式 + Linq 实现，目前只做了Access 和 SQL Server ，默认数据库为Access，要更换数据库只需修改web.config 即可

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抽象工厂模式（Abstract Factory）

当需要创建一系列相关或依赖对象时，比如不同主题下的UI组件（按钮、文本框），抽象工厂更为合适。

例如，定义按钮和文本框接口：

class Button {
public:
    virtual void render() = 0;
    virtual ~Button() = default;
};

class TextBox {
public:
    virtual void display() = 0;
    virtual ~TextBox() = default;
};

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定义具体产品：

class DarkButton : public Button {
public:
    void render() override {
        std::cout << "Rendering Dark Button\n";
    }
};

class LightButton : public Button {
public:
    void render() override {
        std::cout << "Rendering Light Button\n";
    }
};

class DarkTextBox : public TextBox {
public:
    void display() override {
        std::cout << "Displaying Dark Text Box\n";
    }
};

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定义抽象工厂：

class UIWidgetFactory {
public:
    virtual std::unique_ptr<Button> createButton() = 0;
    virtual std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() = 0;
    virtual ~UIWidgetFactory() = default;
};

class DarkThemeFactory : public UIWidgetFactory {
public:
    std::unique_ptr<Button> createButton() override {
        return std::make_unique<DarkButton>();
    }

    std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
        return std::make_unique<DarkTextBox>();
    }
};

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客户端使用：

std::unique_ptr<UIWidgetFactory> factory = std::make_unique<DarkThemeFactory>();
auto button = factory->createButton();
auto textbox = factory->createTextBox();
button->render();
textbox->display();

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抽象工厂确保一组相关产品被统一创建，适用于多维度变化的产品族。