工厂方法模式详解：创建与延迟实例化

"工厂方法模式是一种创建型设计模式，它提供了一个创建对象的抽象工厂，让子类能够选择具体的产品类型，从而避免了硬编码实例化过程。这种模式定义了一个创建对象的接口，但具体实现由子类决定，实现了代码的灵活性和可扩展性。本文将详细介绍工厂方法模式的概念、UML图示以及在C++中的应用示例。 1. **工厂方法模式定义**： 工厂方法模式的核心思想是将对象的创建过程从客户端代码中分离出来，将其封装在工厂类中。这样做的好处是可以隐藏对象的创建细节，使得客户端只需关心如何使用对象，而不必关心对象是如何被创建的。工厂方法模式属于创建型设计模式，因为它关注的是对象的实例化过程。 2. **UML图示**： UML图通常会包含一个抽象工厂（Factory）类，该类定义了一组创建产品的接口。然后，每个具体的产品（Concrete Product）都有自己的实现，如Apple和Orange类。工厂抽象类可能会有一个或多个具体工厂子类，如AppleFactory和OrangeFactory，它们负责根据不同的输入参数（如编号1和2）创建相应的具体产品实例。 3. **C++代码示例**： 在C++代码中，我们首先定义了一个抽象的`fruit`类，作为所有具体产品的基类，包含了`show_price()`纯虚函数。接着，我们有`apple`和`orange`两个具体产品类，继承自`fruit`，并实现了各自的`show_price()`方法。工厂模式的关键部分在于`fruit_factory`抽象类，它定义了`creat_fruit()`纯虚函数，子类如`apple_factory`和`orange_factory`实现了这一方法，分别创建`apple`和`orange`实例。 ```cpp // AppleFactory类实现 class apple_factory : public fruit_factory { public: fruit* creat_fruit() override { return new apple(); } }; // 使用工厂方法创建对象 fruit_factory* factory = new apple_factory(); // 创建苹果工厂 fruit* my_fruit = factory->creat_fruit(); delete factory; // 销毁工厂对象 my_fruit->show_price(); // 输出苹果的价格 ``` 通过这种方式，工厂方法模式使得代码结构更加清晰，当需要添加新的产品类型时，只需要增加一个新的具体工厂类即可，而无需修改客户端代码，体现了“开闭原则”（Open/Closed Principle）。 总结来说，工厂方法模式是一种强大的设计模式，它在系统中扮演着重要的角色，特别是在大型软件项目中，通过减少代码的耦合性和提高灵活性，使得软件设计更为模块化和易于维护。通过C++的示例，读者可以更好地理解工厂方法模式的工作原理及其在实际开发中的应用。