23种设计模式 -【工厂方法】

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

核心思想

工厂方法模式 是一种创建型设计模式，其核心思想为：

将对象的创建延迟到子类，而非在代码中直接使用 new 关键字。

简洁定义：

定义一个创建对象的接口，由子类决定实例化具体类。

一、应用背景与问题

传统实现方式

cpp 复制代码

class Enemy
{
public:
    virtual void Attack() = 0;
};

class Zombie : public Enemy
{
public:
    void Attack() override
    {
        std::cout<<"Zombie attack"<<std::endl;
    }
};

class Alien : public Enemy
{
public:
    void Attack() override
    {
        std::cout<<"Alien attack"<<std::endl;
    }
};

直接使用：

cpp 复制代码

Enemy* enemy = new Zombie();   // 直接new
enemy->Attack();

存在的问题

可扩展性差
- 若新增产品（如 class Robot : public Enemy），需修改所有直接创建对象的代码
- 可能导致大量条件判断代码，违反开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）
创建逻辑与业务逻辑耦合
- 复杂的创建过程（如加载模型、初始化AI、设置属性等）会与业务逻辑混杂

解决方案

将对象创建职责分离到专门的工厂类，实现创建与使用的解耦。

二、模式结构

复制代码

        Creator（工厂基类）
             |
    -------------------
    |                 |
ConcreteFactory   ConcreteFactory

        ↓ 创建

        Product（产品基类）
             |
    -------------------
    |                 |
ConcreteProduct  ConcreteProduct

1. Product（产品接口）

定义产品的抽象接口：

cpp 复制代码

class Enemy
{
public:
    virtual void Attack() = 0;
};

2. ConcreteProduct（具体产品）

实现具体产品类：

cpp 复制代码

class Zombie : public Enemy
{
public:
    void Attack() override
    {
        std::cout<<"Zombie attack"<<std::endl;
    }
};

class Alien : public Enemy
{
public:
    void Attack() override
    {
        std::cout<<"Alien attack"<<std::endl;
    }
};

3. Creator（工厂基类）

定义创建对象的接口：

cpp 复制代码

class EnemyFactory
{
public:
    virtual Enemy* CreateEnemy() = 0;
};

核心特点：仅定义接口，不创建具体对象。

4. ConcreteCreator（具体工厂）

实现具体的对象创建逻辑：

cpp 复制代码

class ZombieFactory : public EnemyFactory
{
public:
    Enemy* CreateEnemy() override
    {
        return new Zombie();
    }
};

class AlienFactory : public EnemyFactory
{
public:
    Enemy* CreateEnemy() override
    {
        return new Alien();
    }
};

核心特点：负责具体对象的实例化。

三、使用方式

cpp 复制代码

EnemyFactory* factory = new ZombieFactory();
Enemy* enemy = factory->CreateEnemy();
enemy->Attack();

关键变化

传统方式 ：Enemy* enemy = new Zombie();
工厂方法 ：Enemy* enemy = factory->CreateEnemy();

优势

业务代码仅依赖抽象接口 （Enemy 和 EnemyFactory），而非具体实现类（Zombie、Alien 等），实现了解耦。

四、核心价值

工厂方法模式本质上解决了对象创建责任的归属问题：

责任主体：由子类负责创建对象，而非业务代码
设计思想 ：业务代码只需使用对象，无需关心创建细节，体现依赖反转原则

五、与简单工厂模式的区别

简单工厂模式

cpp 复制代码

class EnemyFactory
{
public:
    static Enemy* CreateEnemy(string type)
    {
        if(type=="zombie")
            return new Zombie();

        if(type=="alien")
            return new Alien();
    }
};

特点：

单个工厂类负责所有产品的创建
问题：新增产品需修改工厂方法，违反开闭原则

工厂方法模式

特点：

每个产品对应一个工厂类（如 Zombie → ZombieFactory）
优势：新增产品只需添加新的产品类和工厂类，无需修改原有代码，符合开闭原则

一句话总结区别

简单工厂：一个工厂生产所有产品
工厂方法：每个产品对应一个工厂

六、适用场景

代码中存在大量直接 new 操作
条件判断逻辑复杂且频繁变更
插件式架构 （如仿真框架中的 RadarModelFactory、WeaponFactory 等）

框架中的应用

cpp 复制代码

static WsfEM_Propagation* ObjectFactory(const std::string& aTypeName);

此类实现通常采用工厂方法 + 注册表模式，是工业级代码的常见写法。

七、设计思想

简单工厂：将对象创建集中管理
工厂方法：将对象创建责任下放给子类

核心原则：

通过工厂接口获取对象，而非直接依赖具体实现

这种设计体现了面向对象的设计思维，通过抽象和多态实现系统的灵活性和可扩展性。