工厂方法模式（Factory Method）：把"创建谁"交给子类

更新时间：2026-08-25。本文按"先看不用模式的困境 → 再用模式重构 → 类图对比分析"的结构，论述工厂方法模式。可运行代码：demos/design-patterns/factory-method。

一、问题场景：创建对象的代码不该写死在调用方

解析器要根据文件后缀选解析器、日志器要根据配置选输出端、UI 要根据主题选控件。共同点：调用方知道"要用产品"，却不想知道"具体是哪个产品、怎么建出来"。

二、不使用模式：直接 new + if/else

// 根据后缀创建解析器（调用方直接 new）
Parser* createParser(const std::string& ext) {
    if (ext == "json") return new JsonParser();
    if (ext == "xml")  return new XmlParser();
    if (ext == "yaml") return new YamlParser();   // 加新格式：改这里
    return nullptr;
}

缺陷	说明
违反 OCP	每加一种产品，createParser 的分支链就要改一次并全量回归
违反 DIP	调用方直接依赖所有具体 *Parser 类
创建逻辑散落	每个调用点都写一份 if/else，创建规则重复
无法扩展创建前逻辑	想在创建时加日志/池化/缓存，无处安放

不使用模式的类图

三、使用模式：抽象工厂方法 + 子类决定产品

工厂方法把"创建逻辑"从调用方抽走：抽象创建者定义 createParser()，每个子类创建者只负责创建一种产品，调用方只依赖抽象。

// parser_factory.h
class Parser { public: virtual void parse() = 0; virtual ~Parser() = default; };

class ParserFactory {                        // 抽象创建者
public:
    virtual std::unique_ptr<Parser> create() = 0;
    virtual ~ParserFactory() = default;
};

class JsonFactory : public ParserFactory {
public:
    std::unique_ptr<Parser> create() override { return std::make_unique<JsonParser>(); }
};
class XmlFactory : public ParserFactory {
public:
    std::unique_ptr<Parser> create() override { return std::make_unique<XmlParser>(); }
};

// 调用方：只依赖 ParserFactory 抽象
void client(ParserFactory& factory) {
    auto p = factory.create();     // 不知道具体是哪个解析器
    p->parse();
}

使用模式的类图

四、类图对比与分析

维度	不使用（直接 new + 分支）	使用工厂方法
扩展新产品	改 createParser 分支链	新增一个 *Factory + *Parser 子类
调用方依赖	所有具体类	只有抽象 ParserFactory/Parser
OCP 符合度	违反（分支要改旧代码）	符合（纯新增）
创建前逻辑（日志/池化）	无处安放或重复写	收进具体工厂
灵活性	创建规则写死	创建策略可替换（换工厂对象）

分析结论：工厂方法的本质是把"创建谁"的决策点从调用方上移到子类——调用方与产品解耦，新产品加入不再触碰旧代码。代价是多了一组 Factory 类（结构变多），适合"产品族会持续扩展"的场景。

五、适用边界

适用	不适用
产品类型会持续增加	产品类型几乎不变（工厂是多余抽象）
调用方不应知道具体产品类	创建逻辑简单且调用方本就持有具体类
需要统一管理创建过程（池化、复用、计数）	追求极简、产品仅一两种

与 Abstract Factory 的区别：工厂方法只负责一个产品的创建（一个工厂一个产品）；抽象工厂负责一族相关产品的创建（一个工厂多个配套产品）。单一产品变化用工厂方法，产品族配套变化用抽象工厂。

一句话总结

工厂方法模式把"创建谁"的决策上移到子类工厂，调用方只依赖抽象产品与抽象工厂——新增产品变成纯新增（符合 OCP），创建前逻辑有了统一安放点；当产品类型单一且稳定时，它比多一层工厂更划算。