工厂方法模式通过虚函数将对象创建延迟到子类，实现解耦；C++中以抽象工厂定义接口，具体工厂创建具体产品，客户端仅依赖抽象，符合开闭原则，便于扩展与维护。
工厂方法模式是一种创建型设计模式，它把对象的创建过程封装到子类中，让父类不依赖具体对象的类型。在C++中，通过虚函数定义创建对象的接口，由派生类决定实例化哪个类，从而实现对象创建的解耦。
工厂方法模式的核心思想
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。工厂方法让类的实例化推迟到子类。
关键点：
- 有一个抽象工厂基类，声明一个创建对象的虚函数
- 每个具体工厂继承基类，实现自己的对象创建逻辑
- 客户端代码只依赖抽象接口，不关心具体类型
基本实现结构
以生产不同类型的“产品”为例：
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#include <iostream>
#include <memory>
<p>// 产品抽象基类
class Product {
public:
virtual ~Product() = default;
virtual void use() const = 0;
};</p><p>// 具体产品A
class ConcreteProductA : public Product {
public:
void use() const override {
std::cout << "使用产品 A\n";
}
};</p><p>// 具体产品B
class ConcreteProductB : public Product {
public:
void use() const override {
std::cout << "使用产品 B\n";
}
};</p><p>// 工厂基类 - 定义创建产品的接口
class Factory {
public:
virtual ~Factory() = default;
virtual std::unique_ptr<Product> createProduct() const = 0;
};</p><p>// 具体工厂A - 创建产品A
class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
std::unique_ptr<Product> createProduct() const override {
return std::make_unique<ConcreteProductA>();
}
};</p><p>// 具体工厂B - 创建产品B
class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:
std::unique_ptr<Product> createProduct() const override {
return std::make_unique<ConcreteProductB>();
}
};</p>使用示例
客户端通过工厂接口创建对象，无需知道具体类名：
int main() {
// 可以根据配置或条件选择工厂
std::unique_ptr<Factory> factory;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 假设条件判断使用哪种工厂
bool useTypeA = true;
if (useTypeA) {
factory = std::make_unique<ConcreteFactoryA>();
} else {
factory = std::make_unique<ConcreteFactoryB>();
}
// 创建产品
auto product = factory->createProduct();
product->use(); // 输出：使用产品 A
return 0;}
优势与适用场景
工厂方法模式在C++中特别适合以下情况：
- 避免在代码中写死 new 操作：将对象创建集中管理
- 扩展性好：新增产品类型时，只需添加新的工厂类，不修改已有代码
- 符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭
- 解耦客户端与具体类：客户端只依赖抽象接口
基本上就这些。工厂方法模式用虚函数把对象创建封装起来，让程序更灵活，也更容易维护。不复杂但容易忽略细节，比如记得把析构函数设为虚函数，避免资源泄漏。
