工廠方法模式 Factory Method Pattern C++ 實現

模式定義

定義一個創建對象的接口，讓子類決定實例化哪個類。工廠方法將實例化推遲到子類。

適用場景

• 類不知道它必須創建的對象的類
• 類希望由子類指定創建的對象
• 將創建職責委託給多個輔助子類之一

角色結構

C++ 代碼實現

// 抽象產品
class Product {
public:
    virtual ~Product() = default;
    virtual void operate() = 0;
};

// 具體產品
class ConcreteProduct1 : public Product {
public:
    void operate() override { /* 產品1邏輯 */ }
};
class ConcreteProduct2 : public Product {
public:
    void operate() override { /* 產品2邏輯 */ }
};

// 抽象創建者
class Creator {
public:
    virtual ~Creator() = default;
    virtual Product* createProduct() = 0; // 工廠方法
    // 可選：提供默認創建邏輯
    // Product* createProduct() { return new ConcreteProduct1(); }
};

// 具體創建者
class ConcreteCreator1 : public Creator {
public:
    Product* createProduct() override { return new ConcreteProduct1(); }
};
class ConcreteCreator2 : public Creator {
public:
    Product* createProduct() override { return new ConcreteProduct2(); }
};

// 客戶端使用
int main() {
    Creator* c1 = new ConcreteCreator1();
    Product* p1 = c1->createProduct();
    p1->operate();
    delete p1; delete c1;

    Creator* c2 = new ConcreteCreator2();
    Product* p2 = c2->createProduct();
    p2->operate();
    delete p2; delete c2;
    return 0;
}

擴展性優勢

• 新增產品只需添加 ConcreteProduct3 和 ConcreteCreator3
• 現有代碼無需修改（開閉原則）
• 客戶端針對抽象 Creator/Product 編程

與簡單工廠區別

• 簡單工廠：單一工廠類含 switch/if 創建邏輯，違反開閉原則
• 工廠方法：創建邏輯分散到各具體創建者，符合開閉原則