前言

本篇文章正式带大家来学习C++中的设计模式，这篇文章主要带大家学习工厂模式。

一、什么是工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的接口，但将具体对象的实例化延迟到子类或具体工厂类中。工厂模式通过解耦客户端代码和创建具体对象的过程，使客户端代码不需要直接依赖于具体对象的创建方式，而是通过工厂来创建对象，从而提高代码的灵活性和可维护性。

在C++中，工厂模式可以有多种实现方式，包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

UML结构图：

在这里插入图片描述

二、简单工厂模式

简单工厂模式通过一个工厂类来封装对象的创建过程。客户端根据不同的参数传递给工厂类，工厂类根据参数的不同来创建不同的具体对象。简单工厂模式的一大优势是将对象的创建逻辑集中到一个工厂类中，客户端代码只需要与工厂类进行交互，而不需要直接与具体对象进行交互。

示例代码：

#include <iostream>

using namespace std;

// 抽象产品接口
class Product
{
public:
	virtual void use() = 0;
};

// 具体产品类A
class ConcreteProductA : public Product 
{
public:
    void use() 
    {
        cout << "Using ConcreteProductA\n";
    }
};

// 具体产品类B
class ConcreteProductB : public Product
{
public:
    void use() 
    {
        cout << "Using ConcreteProductB\n";
    }
};

//工厂类
class Factory
{
public:
    static Product* CreateProduct(int type)
    {
        if (type == 1)
        {
            return new ConcreteProductA();
        }
        else if (type == 2)
        {
            return new ConcreteProductB();
        }
        else
        {
            return NULL;
        }
    }
};

int main(void)
{
    Product* productA = Factory::CreateProduct(1);
    productA->use();

    Product* productB = Factory::CreateProduct(2);
    productB->use();

    delete productA;
    delete productB;

	return 0;
}

三、简单工厂模式优点和缺点

优点：

将对象的创建逻辑集中到了一个工厂类中，客户端只需要与工厂类进行交互，而无需关注具体对象的创建过程，降低了客户端代码的复杂性。

客户端代码与具体对象解耦，可以通过工厂类创建不同的对象，而无需修改客户端代码，提高了代码的灵活性和可扩展性。

客户端代码只需要知道抽象产品接口，而无需了解具体产品的细节，实现了依赖倒置原则。
可以隐藏具体产品的实现细节，提高了代码的安全性。

缺点：

违反了开闭原则，对于每个新增的具体产品，都需要修改工厂类的创建逻辑，可能导致工厂类的代码过于臃肿。

工厂类集中了所有的对象创建逻辑，当有多个具体产品时，工厂类的代码会变得复杂，不易于维护和扩展。
简单工厂模式中的工厂类负责创建所有具体产品，当新增具体产品时，工厂类会变得臃肿，不符合单一职责原则。

四、简单工厂适用场景

1.对象的创建逻辑相对简单：当需要创建的对象逻辑比较简单，不涉及复杂的条件判断或算法时，可以使用简单工厂模式。

2.需要对客户端代码隐藏具体对象的创建细节：通过简单工厂模式，客户端只需要与工厂类进行交互，而不需要直接与具体对象进行交互，可以实现对具体对象的创建细节进行封装和隐藏。

3.需要根据不同的参数创建不同的对象：当需要根据不同的参数或配置来选择创建不同的具体对象时，可以使用简单工厂模式。客户端只需要给定相应的参数，工厂类根据参数的不同来创建对应的对象。

4.对象的数量相对稳定：如果系统中的对象数量固定且不经常变化，不需要频繁地添加新的具体对象，简单工厂模式可以简化对象的创建和管理。

五、简单工厂类的使用

在Qt中，使用工厂模式可以实现创建和管理各种对象的过程，尤其在UI编程中非常常见。以下是一个简单的示例，展示了如何在Qt中使用工厂模式来创建不同类型的窗口：

首先，我们需要定义一个抽象窗口类（AbstractWindow）作为工厂的产品接口，用于表示不同类型的窗口对象。

class AbstractWindow : public QWidget
{
public:
    virtual void display() = 0;
};

接下来，我们可以创建具体的窗口类（例如：MainWindow、DialogWindow、PopupWindow）继承自抽象窗口类，并实现其相应的方法。

class MainWindow : public AbstractWindow
{
public:
    void display() override
    {
        // 实现MainWindow的显示逻辑
    }
};

class DialogWindow : public AbstractWindow
{
public:
    void display() override
    {
        // 实现DialogWindow的显示逻辑
    }
};

class PopupWindow : public AbstractWindow
{
public:
    void display() override
    {
        // 实现PopupWindow的显示逻辑
    }
};

接下来，我们需要创建一个窗口工厂类（WindowFactory），用于根据不同的参数创建相应类型的窗口对象。

class WindowFactory
{
public:
    static AbstractWindow* createWindow(const QString& windowType)
    {
        if (windowType == "MainWindow")
        {
            return new MainWindow();
        }
        else if (windowType == "DialogWindow")
        {
            return new DialogWindow();
        }
        else if (windowType == "PopupWindow")
        {
            return new PopupWindow();
        }

        return nullptr;
    }
};

在客户端代码中，我们可以使用窗口工厂类来创建具体的窗口对象。

QString windowType = "MainWindow"; // 可以根据需求指定不同的窗口类型

AbstractWindow* window = WindowFactory::createWindow(windowType);
if (window)
{
    window->display();
    delete window;
}