C++ 工廠模式全解析：簡單工廠、工廠方法、抽象工廠三種形態對比

工廠模式是創建型模式中最常用、最實用的一族，核心思想是將對象創建邏輯封裝、延遲、多態化，實現「依賴倒轉」與「開閉原則」。本文以「四則運算」為主線，層層遞進講解三種工廠形態，並以「股票行情數據訪問」為例展示抽象工廠實戰，附完整代碼與優缺點對比表。

一、簡單工廠模式（靜態工廠）

結構：一個工廠類 + 多個產品子類，工廠內部 switch/type 判斷創建具體產品。

class Operation { /* 運算基類 */ virtual double getResult() = 0; };
class AddOp : public Operation { double getResult() { return A+B; } };
/* SubOp, MulOp, DivOp 同理 */

class OperFactory {
public:
    static Operation* createOperation(char op) {
        switch(op) {
            case '+': return new AddOp;
            case '-': return new SubOp;
            case '*': return new MulOp;
            case '/': return new DivOp;
        }
        return nullptr;
    }
};

客戶端：Operation* op = OperFactory::createOperation('+');

適用：產品種類固定、較少、客戶端多處使用同一產品類型。

二、工廠方法模式

結構：抽象工廠介面 + 每個產品對應一個具體工廠，創建邏輯下沉到具體工廠。

class IFactory { public: virtual Operation* createOperation() = 0; };
class AddFactory : public IFactory { Operation* createOperation() { return new AddOp; } };
class SubFactory : public IFactory { Operation* createOperation() { return new SubOp; } };
/* MulFactory, DivFactory 同理 */

客戶端：Operation* op = MulFactory::createOperation();

本質：將簡單工廠的 switch 判斷「外移」到客戶端，由客戶端決定用哪個工廠。

三、抽象工廠模式

場景：產品族（多個相關產品維度），如「滬深板塊」×「代碼/指數」兩個維度。

// 抽象產品
class ICode { virtual void GetCode()=0; virtual void SetCode()=0; };
class IIndex { virtual void GetIndex()=0; virtual void SetIndex()=0; };

// 具體產品（滬市/深市）
class ShenACode : public ICode { /* 實現 */ };
class ShangACode : public ICode { /* 實現 */ };
class ShenAIndex : public IIndex { /* 實現 */ };
class ShangAIndex : public IIndex { /* 實現 */ };

// 抽象工廠：定義創建「產品族」介面
class IFactory {
public:
    virtual ICode* CreateCode() = 0;
    virtual IIndex* CreateIndex() = 0;
};

// 具體工廠：每個工廠產出一族相關產品
class ShenAFactory : public IFactory {
    ICode* CreateCode() { return new ShenACode; }
    IIndex* CreateIndex() { return new ShenAIndex; }
};
class ShangAFactory : public IFactory {
    ICode* CreateCode() { return new ShangACode; }
    IIndex* CreateIndex() { return new ShangAIndex; }
};

客戶端：

IFactory* factory = new ShangAFactory(); // 或 ShenAFactory
ICode* code = factory->CreateCode();
IIndex* idx = factory->CreateIndex();
code->GetCode(); idx->GetIndex();

進階：配置驅動工廠（文中 DataShangA 示例）

class DataShangA {
    static string market; // "ShangA" / "ShenA"
public:
    static ICode* CreateCode() {
        return (market=="ShangA") ? new ShangACode : new ShenACode;
    }
    static IIndex* CreateIndex() {
        return (market=="ShangA") ? new ShangAIndex : new ShenAIndex;
    }
};
string DataShangA::market = "ShenA";

此模式將「選擇哪族產品」外部化為配置，客戶端完全不依賴具體工廠類。

三種工廠模式對比總結

選型指南

1. 產品單一、種類固定、創建邏輯簡單 → 簡單工廠
2. 產品單一、但需頻繁擴展新產品、希望符合開閉 → 工廠方法
3. 存在多個相關產品維度（族）、需保證族內一致性 → 抽象工廠
4. 配置驅動、運行期動態切換產品族 → 抽象工廠 + 配置類

工廠模式不只是「new 的封裝」，更是「創建邏輯的策略化與多態化」。正確選型能讓系統在擴展中保持穩健、清晰。