C++怎么实现一个工厂模式_C++常用设计模式之Factory Method的应用-C++-PHP中文网

C++怎么实现一个工厂模式_C++常用设计模式之Factory Method的应用

裘德小鎮的故事

发布： 2025-11-23 19:02:55

原创

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Factory Method模式通过定义创建对象的接口，由子类决定实例化具体类，实现对象创建与使用的解耦。以日志系统为例，首先定义抽象产品Logger，声明write接口；接着实现FileLogger和ConsoleLogger等具体产品类，分别重写write方法以实现不同输出逻辑；然后定义工厂基类LoggerFactory，提供创建Logger的纯虚函数createLogger；再由FileLoggerFactory和ConsoleLoggerFactory等具体工厂类实现该方法，返回对应的日志对象；客户端仅依赖抽象工厂和产品接口，无需关心具体类型，从而实现灵活扩展与维护。

c++怎么实现一个工厂模式_c++常用设计模式之factory method的应用

工厂模式在C++中用于解耦对象的创建过程，让子类决定实例化哪一个类。它适用于需要根据不同的条件创建不同类型的对象，但又希望调用方无需关心具体类型的情况。Factory Method 模式是其中一种经典实现方式。

什么是Factory Method模式

Factory Method 模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。这样，父类把对象的创建延迟到子类中完成，提高了扩展性。

核心思想是：把“创建对象”的逻辑封装起来，客户端只依赖抽象接口，不直接使用 new 创建具体类。

基本结构与代码示例

假设我们要设计一个日志系统，支持文件日志和控制台日志两种输出方式，通过工厂方法动态创建对应的日志处理器。

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步骤一：定义产品接口

所有具体产品都继承自同一个基类：

Logger.h

class Logger {
public:
virtual void write(const std::string& message) = 0;
virtual ~Logger() = default;
};

步骤二：实现具体产品

FileLogger.h

class FileLogger : public Logger {
public:
void write(const std::string& message) override {
std::cout }
};

ConsoleLogger.h

class ConsoleLogger : public Logger {
public:
void write(const std::string& message) override {
std::cout }
};

步骤三：定义工厂接口

工厂基类声明一个创建产品的纯虚函数：

LoggerFactory.h

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class LoggerFactory {
public:
virtual Logger* createLogger() = 0;
virtual ~LoggerFactory() = default;
};

步骤四：实现具体工厂

每个具体工厂负责创建对应的具体产品：

FileLoggerFactory.h

class FileLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
    Logger* createLogger() override {
        return new FileLogger();
    }
};

ConsoleLoggerFactory.h

class ConsoleLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
    Logger* createLogger() override {
        return new ConsoleLogger();
    }
};

步骤五：客户端使用工厂

客户端通过工厂接口获取对象，无需知道具体类名：

int main() {
    LoggerFactory* factory = nullptr;
    std::string type = "file"; // 或 "console"

    if (type == "file") {
        factory = new FileLoggerFactory();
    } else {
        factory = new ConsoleLoggerFactory();
    }

    Logger* logger = factory->createLogger();
    logger->write("Test message");

    delete logger;
    delete factory;
    return 0;
}

改进：避免裸指针和内存泄漏

上面的例子用了 raw pointer 和 new/delete，容易出错。现代 C++ 推荐使用智能指针管理资源。

将工厂返回类型改为 std::unique_ptr：

class LoggerFactory {
public:
virtual std::unique_ptr<Logger> createLogger() = 0;
virtual ~LoggerFactory() = default;
};

class FileLoggerFactory : public LoggerFactory {
public:
    std::unique_ptr<Logger> createLogger() override {
        return std::make_unique<FileLogger>();
    }
};

客户端代码更安全：

auto factory = std::make_unique<FileLoggerFactory>();
auto logger = factory->createLogger();
logger->write("Safe with smart pointers");