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c++中如何实现工厂模式_C++设计模式之工厂模式实现指南

穿越時空

发布： 2025-09-21 12:17:01

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工厂模式通过多态实现对象创建的灵活性，包含简单工厂、工厂方法和抽象工厂三种形式，分别适用于不同复杂度的对象创建场景，提升代码解耦与可扩展性。

c++中如何实现工厂模式_c++设计模式之工厂模式实现指南

工厂模式是一种创建型设计模式，用于在不指定具体类的情况下创建对象。在C++中，通过基类指针和多态机制，可以灵活地实现对象的动态创建。这种模式特别适用于需要根据运行时条件决定实例化哪个子类的场景。

简单工厂模式

简单工厂不是严格意义上的设计模式，但它很实用。它通过一个单独的工厂类来负责创建所有产品类型的对象。

定义一个产品基类：

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

然后定义一个工厂类：

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class SimpleFactory {
public:
    static std::unique_ptr<Product> createProduct(char type) {
        if (type == 'A') {
            return std::make_unique<ConcreteProductA>();
        } else if (type == 'B') {
            return std::make_unique<ConcreteProductB>();
        } else {
            return nullptr;
        }
    }
};

使用方式：

auto product = SimpleFactory::createProduct('A');
if (product) product->use();

工厂方法模式

工厂方法模式将对象的创建延迟到子类。每个具体工厂负责创建对应的具体产品。

先定义抽象工厂接口：

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class Factory {
public:
virtual ~Factory() = default;
virtual std::unique_ptr<Product> createProduct() const = 0;
};

然后为每种产品实现对应的工厂：

class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
    std::unique_ptr<Product> createProduct() const override {
        return std::make_unique<ConcreteProductA>();
    }
};

class ConcreteFactoryB : public Factory {
    std::unique_ptr<Product> createProduct() const override {
        return std::make_unique<ConcreteProductB>();
    }
};

客户端代码依赖抽象工厂：

void clientCode(const Factory& factory) {
auto product = factory.createProduct();
product->use();
}

抽象工厂模式

抽象工厂用于创建一系列相关或依赖的对象，而无需指定具体类。

例如，有两个产品族：Button 和 Checkbox。

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

class Checkbox {
public:
    virtual ~Checkbox() = default;
    virtual void check() const = 0;
};

class WinButton : public Button {
    void paint() const override { std::cout << "Rendering Windows button\n"; }
};

class MacButton : public Button {
    void paint() const override { std::cout << "Rendering macOS button\n"; }
};

class WinCheckbox : public Checkbox {
    void check() const override { std::cout << "Checking Windows checkbox\n"; }
};

class MacCheckbox : public Checkbox {
    void check() const override { std::cout << "Checking macOS checkbox\n"; }
};

定义抽象工厂：

class GUIFactory {
public:
    virtual ~GUIFactory() = default;
    virtual std::unique_ptr<Button> createButton() const = 0;
    virtual std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() const = 0;
};

class WinFactory : public GUIFactory {
public:
    std::unique_ptr<Button> createButton() const override {
        return std::make_unique<WinButton>();
    }
    std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() const override {
        return std::make_unique<WinCheckbox>();
    }
};

class MacFactory : public GUIFactory {
    std::unique_ptr<Button> createButton() const override {
        return std::make_unique<MacButton>();
    }
    std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() const override {
        return std::make_unique<MacCheckbox>();
    }
};

客户端使用抽象工厂统一创建界面组件：

void renderUI(const GUIFactory& factory) {
    auto button = factory.createButton();
    auto checkbox = factory.createCheckbox();
    button->paint();
    checkbox->check();
}

基本上就这些。工厂模式让对象创建更灵活，降低耦合，提升可扩展性。选择哪种工厂取决于你的需求复杂度。

以上就是c++++中如何实现工厂模式_C++设计模式之工厂模式实现指南的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！