如何设计C++中的工厂模式 简单工厂与抽象工厂对比

简单工厂适合单一产品族的创建,通过集中对象创建逻辑简化使用,但新增产品需修改工厂类;抽象工厂适用于多产品族统一创建,符合开闭原则,新增产品族无需修改已有代码。1. 简单工厂结构简单,通过参数决定对象类型,违反开闭原则。2. 抽象工厂定义接口,创建一组相关产品,扩展时通过新增工厂子类实现,不改动原有逻辑。3. 选择依据:仅需根据参数创建单一对象用简单工厂,需创建多个关联对象家族则用抽象工厂。

如何设计C++中的工厂模式 简单工厂与抽象工厂对比

在设计c++程序时,工厂模式是一种常用的创建型设计模式,能有效解耦对象的创建和使用。简单工厂和抽象工厂是其中两个常见的实现方式,它们各有适用场景。

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简单工厂:适合单一产品族的创建

简单工厂不是23种GoF设计模式之一,但它非常实用,尤其适用于只需要根据参数创建不同类型对象的情况。

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它的核心思想是将对象的创建集中到一个类中,使用者不需要关心具体的构造细节,只需要传入一个标识(比如字符串或枚举)就能获取实例。

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例如:

如何设计C++中的工厂模式 简单工厂与抽象工厂对比

class Product { public:     virtual void use() = 0; };  class ConcreteProductA : public Product { public:     void use() override { cout << "Using product A" << endl; } };  class SimpleFactory { public:     static Product* createProduct(char type) {         if (type == 'A') return new ConcreteProductA();         // else if ...         return nullptr;     } };

优点很明显:结构简单、易于理解和实现。缺点也存在,就是每次新增产品类型都需要修改工厂类,违反开闭原则。


抽象工厂:支持多个产品族的统一创建

当系统需要同时创建一组相关或依赖对象的家族时,抽象工厂就派上用场了。它提供了一个接口,用于创建一系列相互关联的产品对象。

比如我们有不同风格的ui组件(按钮、文本框等),可以为每个风格定义一个具体的工厂。

抽象工厂的关键在于定义接口而非具体类,通过继承实现扩展。

结构大致如下:

class AbstractProductA {}; class AbstractProductB {};  class ConcreteFactory1 : public AbstractFactory { public:     AbstractProductA* createProductA() override { ... }     AbstractProductB* createProductB() override { ... } };

这种模式的好处是符合开闭原则,新增产品族只需添加新工厂,无需修改已有代码。但代价是类的数量迅速增长,复杂度上升。


简单工厂 vs 抽象工厂:选择哪个?

  • 功能范围不同

    • 简单工厂只负责一个产品的创建。
    • 抽象工厂处理的是多个相关产品组成的“产品族”。
  • 扩展性差异大

    • 简单工厂新增产品类型需要改逻辑。
    • 抽象工厂新增产品族只需加一个工厂子类。
  • 使用场景建议

    • 如果你的需求只是根据不同参数返回不同子类,选简单工厂。
    • 如果你有一组紧密相关的对象要创建,并且未来可能扩展不同的“系列”,抽象工厂更合适。

工厂模式的一些小技巧

  • 避免内存泄漏:如果返回的是new出来的指针,记得让调用者明确释放,或者使用智能指针。
  • 结合配置文件:可以把创建逻辑与配置结合,运行时决定加载哪种产品。
  • 不要过度设计:如果只有两三个产品类型,而且几乎不会变,没必要强行用抽象工厂。

基本上就这些。工厂模式虽然看起来不难,但在实际项目中用好还是需要结合业务做取舍。

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