引言：解耦的艺术

在软件工程领域，工厂模式如同一位技艺精湛的工匠，将对象的创建与使用过程优雅分离。C++作为一门兼具高性能与抽象能力的语言，其实现工厂模式的方式尤其值得深入探讨。本文将聚焦简单工厂方法，通过一个完整的文本处理案例，揭示其背后的设计哲学。

简单工厂模式核心思想

基本概念

简单工厂模式（Simple Factory）通过引入专门的工厂类，将对象实例化的职责从客户端代码中抽离。这种模式虽然不在GoF 23种设计模式之列，却是理解工厂系列模式的重要基础。

cpp class DocumentParserFactory { public: static DocumentParser* createParser(const string& type) { if (type == "markdown") return new MarkdownParser(); if (type == "html") return new HtmlParser(); if (type == "plaintext") return new PlaintextParser(); throw std::runtime_error("Unsupported format"); } };

优势分析

1. 封装变化点：当新增解析器类型时，只需修改工厂类
2. 降低耦合：客户端只需知道抽象接口，无需了解具体实现类
3. 统一管理：创建逻辑集中在单一位置，便于维护

完整实现案例

抽象产品定义

首先定义所有解析器的共同接口：

cpp class DocumentParser { public: virtual ~DocumentParser() = default; virtual void parse(const string& content) = 0; virtual string getTitle() const = 0; virtual vector<string> getKeywords() const = 0; };

具体产品实现

实现三种不同的文档解析器：

cpp
class MarkdownParser : public DocumentParser {
public:
void parse(const string& content) override {
// 解析Markdown特有语法
cout << "Processing markdown headers" << endl;
}
//...其他接口实现
};

class HtmlParser : public DocumentParser {
// 实现HTML解析逻辑
};

class PlaintextParser : public DocumentParser {
// 实现纯文本解析逻辑
};

工厂类优化

通过注册机制增强扩展性：

cpp
class ParserFactory {
private:
static map<string, function<DocumentParser()>> registry; public: static void registerParser(const string& type, function<DocumentParser()> creator) {
registry[type] = creator;
}

static DocumentParser* create(const string& type) {
    auto it = registry.find(type);
    if (it != registry.end()) 
        return it->second();
    throw invalid_argument("Unknown parser type");
}

};

// 初始化静态成员
map<string, function<DocumentParser*()>> ParserFactory::registry;

实际应用场景

客户端调用示例

cpp
// 注册解析器
ParserFactory::registerParser("markdown",

// 使用工厂
auto parser = ParserFactory::create("markdown");
parser->parse("# Factory Pattern");
cout << parser->getTitle() << endl;

性能优化技巧

1. 使用对象池管理解析器实例
2. 引入缓存的flyweight模式
3. 通过move语义优化字符串处理

模式演进方向

当简单工厂难以满足需求时，可以考虑：
1. 工厂方法模式：将创建延迟到子类
2. 抽象工厂模式：创建产品家族
3. 建造者模式：复杂对象的逐步构建

结语