工厂模式的三种类型_三种工厂模式的代码实现-优快云博客

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工厂模式详解：简单工厂、工厂方法、抽象工厂（附C++实现）

工厂模式详解：简单工厂、工厂方法、抽象工厂（附C++实现）

三种模式快速对比

特性	简单工厂	工厂方法	抽象工厂
创建对象类型	单一产品	单一产品	产品族
扩展性	需修改工厂类	新增工厂类	新增工厂类
符合开闭原则	否	是	是
适用场景	产品类型固定	单一产品扩展	多关联产品组合扩展

1. 简单工厂模式（Simple Factory）

应用场景

日志系统：根据配置文件创建FileLogger或ConsoleLogger
数据库连接：根据URL参数生成MySQL/Oracle连接对象

C++实现

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

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

// 具体产品A
class ProductA : public Product {
public:
    void use() override {
        std::cout << "使用产品A\n";  // 添加换行符
    }
};

// 具体产品B
class ProductB : public Product {
public:
    void use() override {
        std::cout << "使用产品B\n";
    }
};

// 简单工厂（生产中枢）
class SimpleFactory {
public:
    static std::unique_ptr<Product> createProduct(const std::string& type) {
        if (type == "A") {
            return std::make_unique<ProductA>();
        } else if (type == "B") {
            return std::make_unique<ProductB>();
        }
        return nullptr;  // 处理无效类型
    }
};

// 客户端调用
int main() {
    auto product = SimpleFactory::createProduct("A");
    if (product) {
        product->use();  // 输出：使用产品A
    }
    return 0;
}

优点

集中管理：对象创建逻辑统一维护
客户端解耦：无需了解具体类名

缺点

违反OCP原则：新增产品类型需修改工厂类
职责过重：工厂类随着产品增多会变得臃肿

2. 工厂方法模式（Factory Method）

应用场景

跨平台UI组件：为Windows/MacOS分别创建按钮工厂
文档编辑器：支持多种格式导出（PDF/Word工厂）

UML类图

C++实现

点击展开工厂方法代码

#include <iostream>
#include <memory>

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

// 具体产品A
class ProductA : public Product {
public:
    void use() override {
        std::cout << "高端产品A启动\n";
    }
};

// 具体产品B
class ProductB : public Product {
public:
    void use() override {
        std::cout << "经济型产品B就绪\n";
    }
};

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

// 具体工厂A
class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
    std::unique_ptr<Product> createProduct() override {
        return std::make_unique<ProductA>();
    }
};

// 具体工厂B
class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:
    std::unique_ptr<Product> createProduct() override {
        return std::make_unique<ProductB>();
    }
};

// 客户端调用
int main() {
    std::unique_ptr<Factory> luxuryFactory = std::make_unique<ConcreteFactoryA>();
    auto premiumProduct = luxuryFactory->createProduct();
    premiumProduct->use();  // 输出：高端产品A启动

    return 0;
}

优点

符合OCP原则：新增产品无需修改已有代码
多态性：客户端依赖抽象接口，不绑定具体类

缺点

类爆炸：每个产品对应一个工厂类
复杂度增加：需要维护更多类之间的关系

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

应用场景

游戏引擎：创建奇幻风格（剑+法师）或科幻风格（激光枪+机甲）套装
GUI主题包：生成配套的按钮/滚动条/对话框组件

C++实现

#include <iostream>
#include <memory>

//------ 抽象产品族 ------
class Weapon {
public:
    virtual void attack() = 0;
    virtual ~Weapon() = default;
};

class Armor {
public:
    virtual void defend() = 0;
    virtual ~Armor() = default;
};

//------ 具体产品 ------
class Sword : public Weapon {
public:
    void attack() override {
        std::cout << "挥舞长剑！\n";
    }
};

class PlateArmor : public Armor {
public:
    void defend() override {
        std::cout << "板甲防御！\n";
    }
};

class LaserGun : public Weapon {
public:
    void attack() override {
        std::cout << "发射激光！\n";
    }
};

class PowerSuit : public Armor {
public:
    void defend() override {
        std::cout << "能量护盾激活！\n";
    }
};

//------ 抽象工厂 ------
class EquipmentFactory {
public:
    virtual std::unique_ptr<Weapon> createWeapon() = 0;
    virtual std::unique_ptr<Armor> createArmor() = 0;
    virtual ~EquipmentFactory() = default;
};

//------ 具体工厂 ------
class MedievalFactory : public EquipmentFactory {
public:
    std::unique_ptr<Weapon> createWeapon() override {
        return std::make_unique<Sword>();
    }
    std::unique_ptr<Armor> createArmor() override {
        return std::make_unique<PlateArmor>();
    }
};

class SciFiFactory : public EquipmentFactory {
public:
    std::unique_ptr<Weapon> createWeapon() override {
        return std::make_unique<LaserGun>();
    }
    std::unique_ptr<Armor> createArmor() override {
        return std::make_unique<PowerSuit>();
    }
};

//------ 客户端 ------
int main() {
    // 切换工厂即可改变整套装备风格
    std::unique_ptr<EquipmentFactory> factory = std::make_unique<SciFiFactory>();
    
    auto weapon = factory->createWeapon();
    auto armor = factory->createArmor();
    
    weapon->attack();  // 输出：发射激光！
    armor->defend();   // 输出：能量护盾激活！
    
    return 0;
}