前言

本篇文章来带大家学习C++中的工厂方法模式。

一、工厂方法模式介绍

工厂方法模式是一种创建型设计模式，用于通过工厂方法创建对象而不需要明确指定其具体类。该模式通过定义一个创建对象的接口，但将具体的对象创建延迟到其子类中。这样可以将对象的创建与使用分离，提高代码的灵活性和可扩展性。

UML结构图：

在这里插入图片描述

二、工厂方法模式和简单工厂模式对比

1.实现方式：

简单工厂模式：由一个工厂类负责创建对象，根据传入的参数或条件来决定创建哪种具体对象。相当于一个工厂类集中了所有产品的创建逻辑。
工厂方法模式：将对象的创建延迟到子类中，每个具体产品都有对应的工厂类，负责创建该产品。每个工厂类只负责创建一种具体的产品。

2.灵活性和扩展性：

简单工厂模式：通过一个工厂类集中管理对象的创建，增加新的产品时需要修改工厂类的代码，不符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
工厂方法模式：每个具体产品都有对应的工厂类，新增产品时只需要添加新的具体产品和对应的工厂类，不需要修改现有代码。符合开闭原则。

3.耦合度：

简单工厂模式：客户端代码需要依赖工厂类，通过工厂类创建具体产品的实例。
工厂方法模式：客户端代码依赖抽象工厂和抽象产品类，通过抽象工厂创建具体产品的实例。客户端代码与具体工厂类和具体产品类解耦。

4.类的数量：

简单工厂模式：只需要一个工厂类负责创建所有产品，工厂类可能会变得很大。
工厂方法模式：每个具体产品都有对应的工厂类，类的数量比简单工厂模式多，但可以更细粒度地管理对象的创建。

三、工厂方法模式适用场景

1.对象的创建需要遵循特定的接口或抽象类：工厂方法模式适用于创建一组相关对象，这些对象共享一个公共的接口或抽象类。通过定义抽象工厂和具体工厂类，可以确保创建的对象都符合同一接口或抽象类的定义。

2.需要通过子类来决定创建的具体对象：工厂方法模式将对象的创建延迟到子类中，子类可以根据具体需求来选择实现哪种具体对象。这样可以在不修改客户端代码的情况下，动态地增加或切换具体对象的类型。

3.需要通过扩展来添加新的产品：如果系统中需要添加新的产品，工厂方法模式可以提供一种扩展机制，使得添加新产品变得更加容易。只需创建新的具体产品类和对应的具体工厂类，而不需要修改已有的代码。

4.需要对客户端代码与具体产品的耦合进行解耦：通过引入抽象工厂和具体工厂类，工厂方法模式可以将客户端代码与具体产品的创建过程解耦。客户端只需要依赖于抽象工厂和抽象产品类，而不需要自己直接创建具体对象，从而降低了耦合度。

四、工厂方法模式示例代码

#include <iostream>
#include <string>

// 抽象产品类
class Product {
public:
    virtual void use() const = 0;
};

// 具体产品类 A
class ConcreteProductA : public Product {
public:
    void use() const override {
        std::cout << "Using ConcreteProductA" << std::endl;
    }
};

// 具体产品类 B
class ConcreteProductB : public Product {
public:
    void use() const override {
        std::cout << "Using ConcreteProductB" << std::endl;
    }
};

// 抽象工厂类
class Factory {
public:
    virtual Product* createProduct() const = 0;
};

// 具体工厂类 A
class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
    Product* createProduct() const override {
        return new ConcreteProductA();
    }
};

// 具体工厂类 B
class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:
    Product* createProduct() const override {
        return new ConcreteProductB();
    }
};

int main() {
    // 使用具体工厂类 A 创建产品对象
    Factory* factoryA = new ConcreteFactoryA();
    Product* productA = factoryA->createProduct();
    productA->use();

    delete productA;
    delete factoryA;

    // 使用具体工厂类 B 创建产品对象
    Factory* factoryB = new ConcreteFactoryB();
    Product* productB = factoryB->createProduct();
    productB->use();

    delete productB;
    delete factoryB;

    return 0;
}