使用C++模板实现工厂模式

工厂模式是一种常用的设计模式，用于创建对象，而不需要指定将要创建的对象的具体类。C++模板可以用来实现一个通用的工厂模式，使得工厂能够创建任何类型的对象，只要这些对象遵循了一定的创建接口。以下是使用C++模板实现工厂模式的一个基本示例：

步骤 1：定义产品接口

class Product {
public:virtual ~Product() = default;virtual void Operation() const = 0;
};

步骤 2：实现具体产品

class ProductA : public Product {
public:void Operation() const override {std::cout << "Operation of ProductA" << std::endl;}
};class ProductB : public Product {
public:void Operation() const override {std::cout << "Operation of ProductB" << std::endl;}
};

步骤 3：实现模板工厂类

接下来，实现一个模板工厂类，它可以创建任何遵循Product接口的类的实例。

template <typename T>
class Factory {
public:static T* Create() {return new T();}
};

步骤 4：使用工厂创建对象

最后，使用工厂类创建具体产品对象的实例。

int main() {// 使用工厂创建ProductA的实例Product* productA = Factory<ProductA>::Create();productA->Operation();delete productA;// 使用工厂创建ProductB的实例Product* productB = Factory<ProductB>::Create();productB->Operation();delete productB;return 0;
}

在这个简单的例子中，Factory类是一个模板类，它有一个静态方法Create，这个方法可以创建任何类型的对象，只要这个类型遵循了Product接口。这种方法的好处是它非常灵活，可以很容易地添加新的产品类型，而不需要修改工厂类。此外，由于使用了模板，这种方法在编译时就确定了对象的类型，避免了运行时类型识别（RTTI）的开销，提高了效率。

根据不同的字符串输入创建不同的类实例(实际开发中更常用)

要根据不同的字符串输入创建不同的类实例，我们需要将字符串映射到特定的类构造函数上。这通常涉及到使用一个注册机制，其中每个类的构造函数都与一个特定的字符串关联。这种方法不能直接通过模板实现，因为模板需要在编译时解析其参数，而字符串的具体值通常是在运行时才确定的。
下面是一个简化的示例，演示如何实现这样的工厂模式：

定义工厂类

这里我们使用一个函数指针映射（也可以使用std::function）来注册和创建对象。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <functional>
#include <memory>// 工厂类，不再是模板类
class Factory {
private:std::unordered_map<std::string, std::function<Product*()>> registry;public:void Register(const std::string& name, std::function<Product*()> constructor) {registry[name] = constructor;}Product* Create(const std::string& name) const {auto it = registry.find(name);if (it != registry.end()) {return it->second();}std::cout << "Class name " << name << " not registered." << std::endl;return nullptr;}
};

注册类并使用工厂创建对象

int main() {Factory factory;// 注册类factory.Register("ProductA", []() -> Product* { return new ProductA(); });factory.Register("ProductB", []() -> Product* { return new ProductB(); });// 根据字符串创建对象std::unique_ptr<Product> productA(factory.Create("ProductA"));if (productA) {productA->Operation();}std::unique_ptr<Product> productB(factory.Create("ProductB"));if (productB) {productB->Operation();}// 尝试创建一个未注册的类std::unique_ptr<Product> productC(factory.Create("UnregisteredProduct"));if (productC) {productC->Operation();}return 0;
}