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C++智能指针工厂模式返回shared_ptr工厂方法

P粉602998670

发布： 2025-08-21 11:58:01

原创

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工厂方法返回 shared_ptr 以实现安全的对象生命周期管理，适用于多组件共享对象、跨模块传递或避免手动 delete 的场景；通过 std::make_shared 创建对象可提升性能与异常安全，结合注册表支持动态扩展，但需注意循环引用和线程安全问题。

c++智能指针工厂模式返回shared_ptr工厂方法

在C++中，结合智能指针与工厂模式是一种常见且推荐的做法，尤其当需要动态创建对象并管理其生命周期时。使用

std::shared_ptr

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作为工厂方法的返回类型，可以自动管理对象的内存，避免资源泄漏，同时提高代码的安全性和可维护性。

为什么工厂方法返回 shared_ptr？

工厂模式用于封装对象的创建过程。返回

std::shared_ptr

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而不是原始指针或

std::unique_ptr

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，主要适用于以下场景：

多个组件可能共享同一个对象实例，需要引用计数来管理生命周期。
对象可能被放入容器、传递给回调、或跨模块使用，
```
shared_ptr
```
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提供灵活的所有权管理。
避免用户手动调用
```
delete
```
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，防止内存泄漏。

基本实现示例

假设我们有一个基类

Product

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和多个派生类，通过工厂创建具体对象：

#include <memory>
#include <string>
#include <map>

class Product {
public:
    virtual ~Product() = default;
    virtual void use() const = 0;
};

class ConcreteProductA : public Product {
public:
    void use() const override {
        std::cout << "Using Product A\n";
    }
};

class ConcreteProductB : public Product {
public:
    void use() const override {
        std::cout << "Using Product B\n";
    }
};

class ProductFactory {
public:
    enum class Type {
        A,
        B
    };

    <strong>static std::shared_ptr<Product> create(Type type)</strong> {
        switch (type) {
            case Type::A:
                return std::make_shared<ConcreteProductA>();
            case Type::B:
                return std::make_shared<ConcreteProductB>();
            default:
                return nullptr;
        }
    }
};

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使用方式：

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auto product = ProductFactory::create(ProductFactory::Type::A);
if (product) {
    product->use();
}

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支持扩展的工厂设计

为了支持运行时注册新类型，可以使用映射表注册构造函数：

class ExtensibleFactory {
    using Creator = std::function<std::shared_ptr<Product>()>;
    std::map<std::string, Creator> creators;

public:
    <strong>void registerCreator(const std::string& name, Creator creator)</strong> {
        creators[name] = creator;
    }

    <strong>std::shared_ptr<Product> create(const std::string& name)</strong> {
        auto it = creators.find(name);
        return it != creators.end() ? it->second() : nullptr;
    }
};

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注册和使用：

ExtensibleFactory factory;
factory.registerCreator("A", []() { return std::make_shared<ConcreteProductA>(); });
factory.registerCreator("B", []() { return std::make_shared<ConcreteProductB>(); });

auto product = factory.create("A");
if (product) product->use();

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