C++ 設計模式入門：簡單工廠模式

實戰痛點：分散的 new 操作與異常處理

在開發 Windows 8 閱讀器專案時，電子書頁面包含圖形、圖像、文字等多種內容對象。若在渲染邏輯中直接 new 各類對象，不僅導致創建邏輯分散、難以維護，每個 new 還需配套異常處理，使代碼極其臃腫。此時，簡單工廠模式提供了「專門負責對象創建的類」這一解決思路。

模式結構與 UML

• Product：抽象產品基類，定義公共介面 Show()
• ProductA/B/C：具體產品實現
• Factory：工廠類，根據枚舉類型創建對應產品實例

工廠類內部封裝 switch-case 創建邏輯，客戶端僅需調用 CreateProduct(type) 即可獲取產品對象，實現創建與使用的分離。

適用場景

1. 系統需創建的對象種類較多，new 操作分散且雜亂
2. 希望將對象創建過程封裝，專注於業務邏輯操作
3. 產品類型相對固定，擴展頻率較低的場景

代碼實現

/* Simple Factory Pattern Demo */
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

enum class ProductType { TypeA, TypeB, TypeC };

// 抽象產品
class Product { public: virtual void Show() = 0; virtual ~Product() = default; };
class ProductA : public Product { public: void Show() override { cout << "I'm ProductA" << endl; } };
class ProductB : public Product { public: void Show() override { cout << "I'm ProductB" << endl; } };
class ProductC : public Product { public: void Show() override { cout << "I'm ProductC" << endl; } };

// 簡單工廠
class Factory {
public:
    Product* CreateProduct(ProductType type) {
        switch (type) {
            case ProductType::TypeA: return new ProductA();
            case ProductType::TypeB: return new ProductB();
            case ProductType::TypeC: return new ProductC();
            default: return nullptr;
        }
    }
};

int main() {
    Factory* factory = new Factory();
    
    Product* pA = factory->CreateProduct(ProductType::TypeA);
    if (pA) pA->Show();
    
    Product* pB = factory->CreateProduct(ProductType::TypeB);
    if (pB) pB->Show();
    
    Product* pC = factory->CreateProduct(ProductType::TypeC);
    if (pC) pC->Show();

    delete factory;
    delete pA; delete pB; delete pC;
    return 0;
}

局限性與演進方向

簡單工廠雖解決了創建集中化問題，但違反開閉原則：新增產品需修改工廠類源碼。此為後續工廠方法模式與抽象工廠模式演進的動力。三者關係：

• 簡單工廠 → 工廠方法：引入抽象工廠層，將創建權下放子類
• 工廠方法 → 抽象工廠：將單一產品創建擴展為產品族創建