优化工厂模式：从模板工厂到产品注册模板类+单例工厂模板类

在前文中，我们探讨了工厂方法模式的局限性：当新增产品时，往往需要修改工厂类或新增具体工厂类，导致工厂类的封装性不足。为了解决这一问题，本文将工厂方法模式进一步优化，提出了模板工厂和产品注册模板类+单例工厂模板类两种方案。

模板工厂

模板工厂通过将工厂类的功能参数化，实现了工厂类的封装性提升。在新增产品时，不需要修改工厂类，也无需新增具体工厂类。这种方式减少了代码编写量，提高了扩展性和复用性。

核心特点

参数化工厂类：模板工厂采用模板参数，将产品的抽象类和具体类统一处理。

减少代码复制：新增产品时，只需扩展具体产品类和工厂类，避免重复代码。

统一管理：通过单例工厂实现工厂对象的唯一性，提升了工厂对象的管理效率。

代码示例

// 基类 鞋子class Shoes {public:    virtual void Show() = 0;    virtual ~Shoes() {}};// 具体产品类：耐克鞋class NiKeShoes : public Shoes {public:    void Show() {        std::cout << "我是耐克球鞋，我的广告语：Just do it" << std::endl;    }};// 基类 衣服class Clothe {public:    virtual void Show() = 0;    virtual ~Clothe() {}};// 具体产品类：优衣库衣服class UniqloClothe : public Clothe {public:    void Show() {        std::cout << "我是优衣库衣服，我的广告语：I am Uniqlo" << std::endl;    }};// 模板抽象工厂类template 
   
    class AbstractFactory {public:    virtual AbstractProduct_t *CreateProduct() = 0;    virtual ~AbstractFactory() {}};// 具体模板工厂类template 
    
     class ConcreteFactory : public AbstractFactory
     
       {public:    AbstractProduct_t *CreateProduct() {        return new ConcreteProduct_t;    }};

产品注册模板类+单例工厂模板类

模板工厂虽然提升了封装性，但仍缺少统一管理产品对象的功能。产品注册模板类+单例工厂模板类进一步优化这一问题。

核心特点

产品注册模板类：用于注册不同类型产品，通过std::map保存产品对象，支持快速获取。

单例工厂模板类：通过单例设计实现工厂对象的唯一性，支持随时获取指定产品对象。

扩展性高：新增产品时，只需注册产品和创建具体类，不需修改工厂类。

代码示例

// 产品注册模板类template 
   
    class IProductRegistrar {public:    virtual ProductType_t *CreateProduct() = 0;    IProductRegistrar() {}    ~IProductRegistrar() {}    IProductRegistrar(const IProductRegistrar &) {}    const IProductRegistrar &operator=(const IProductRegistrar &) {}};// 单例工厂模板类template 
    
     class ProductFactory {public:    static ProductFactory
     
       &Instance() {        static ProductFactory
      
        instance;        return instance;    }    void RegisterProduct(IProductRegistrar
       
         *registrar, std::string name) {        m_ProductRegistry[name] = registrar;    }    ProductType_t *GetProduct(std::string name) {        if (m_ProductRegistry.find(name) != m_ProductRegistry.end()) {            return m_ProductRegistry[name]->CreateProduct();        }        std::cout << "No product found for " << name << std::endl;        return NULL;    }private:    ProductFactory() {}    ~ProductFactory() {}    ProductFactory(const ProductFactory &) {}    const ProductFactory &operator=(const ProductFactory &) {}    std::map
        
          *> m_ProductRegistry;};// 产品注册模板类template 
         
          class ProductRegistrar : public IProductRegistrar
          
            {public: ProductRegistrar(std::string name) { ProductFactory
           
             ::Instance().RegisterProduct(this, name); } ProductType_t *CreateProduct() { return new ProductImpl_t; }};

实现示例

int main() {    // 注册耐克球鞋    ProductRegistrar
   
     nikeShoes("nike");    Shoes *pNiKeShoes = ProductFactory
    
     ::Instance().GetProduct("nike");    pNiKeShoes->Show();    // 注册优衣库衣服    ProductRegistrar
     
       adidasShoes("uniqlo");    Clothe *pUniqloClothe = ProductFactory
      
       ::Instance().GetProduct("uniqlo");    pUniqloClothe->Show();    delete pNiKeShoes;    delete pUniqloClothe;    return 0;}

总结

通过将工厂方法模式优化为模板工厂，再到产品注册模板类+单例工厂模板类，我们实现了工厂类的高效管理和产品对象的统一获取。这种方式不仅提升了工厂类的封装性和扩展性，还符合开闭原则，使得产品的管理更加灵活和高效。

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