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使用new创建堆对象，可以实现多态。
而工厂模式，则是把创建对象的代码包装起来，做到创建对象的代码与具体的业务逻辑代码相隔离的目的。
工厂模式细分为三种：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。
还是假设你是一名游戏程序员，游戏策划告诉你现在有三种怪物：亡灵类怪物、元素类怪物、机械类怪物，它们和主角一样，都有生命值、魔法值、攻击力三个属性。你该如何设计？
你可以选择一个抽象类Monster为父类，然后三种怪物 M_Undead（亡灵类怪物）、M_Element（元素类怪物）、M_Mechanic（机械类怪物） 继承自父类。
#includeusing namespace std;
namespace hjl_project
{//怪物父类
class Monster
{public:
Monster(int life, int magic, int attack)
: m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack)
{}
virtual ~Monster() {}
protected:
//怪物属性
int m_life;
int m_magic;
int m_attack;
};
//亡灵类怪物
class M_Undead : public Monster
{public:
M_Undead(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个亡灵类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Undead() {}
};
//元素类怪物
class M_Element : public Monster
{public:
M_Element(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个元素类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Element() {}
};
//机械类怪物
class M_Mechanic : public Monster
{public:
M_Mechanic(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个机械类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Mechanic() {}
};
} 接下来，如果你想实例化出怪物，可以选择直接new创建：
但是上面这样创建怪物的写法，我们需要依赖具体怪物的类名（不知道类名就创建不出怪物）。后续怪物种类增加，继续采用这种方式实在是太低效且难以维护了。
从上面不难看出来，使用new+具体类名来创建对象是一种依赖具体类型的紧耦合关系。
所以我们可以选择增加一个“怪物工厂类”，来帮助我们来创建怪物。通过这样的方式，即使以后怪物种类增加了，main函数中的代码也可以尽量保持稳定。
因为main函数与各个具体怪物类对象要实现的逻辑代码隔离了，这就是简单工厂模式的实现思路。
//怪物工厂类，用来生产怪物对象
class MonsterFactory
{public:
// monster_type为怪物的种类，
//当然如果想要指定生命值、魔法值、攻击力，也可以修改参数
Monster *createMonster(string monster_type)
{Monster *p_monster_obj = nullptr;
//创建亡灵类怪物
if (monster_type == "udd")
{p_monster_obj = new M_Undead(300, 50, 80);
}
//创建元素类怪物
else if (monster_type == "ele")
{p_monster_obj = new M_Element(500, 50, 80);
}
//创建机械类怪物
else if (monster_type == "mec")
{p_monster_obj = new M_Mechanic(300, 100, 80);
}
return p_monster_obj;
}
};
到此为止，我们与怪物类的依赖就变成了与“怪物工厂类”的依赖，依赖关系缩小了，提高了代码的可维护性和可扩展性。 比如，如果以后我们想给怪物属性增加一个参数“防御力”，如果采用原来new的方式，我们需要把每个new的地方都修改了，而采用工厂模式，只需要修改“怪物工厂类”里面的一个函数即可。
但是这样设计也有一个缺点，那就是如果后续我们想增加一个新的怪物类，比如“异能类怪物”，我们就需要修改“怪物工厂类”中的代码，增加新的else if分支。这违背了六大设计原则之中的 “开闭原则”。当然，如果if else分支不多（没有十几个），违背一下“开闭原则”也没问题。
定义一个工厂类，该类可以根据不同的参数创建并返回不同的类对象，被创建的对象所属的类一般都具有相同的父类。
调用者无需关心对象的具体实现细节。
实现了创建对象的代码（工厂类的createMonster），与具体的类（各种怪物类）解耦合的效果。
工厂方法模式是使用频率最高的工厂模式。该模式又被简称为 工厂模式或者多态工厂模式。
上面提到简单工厂模式违背了“开闭原则”，而工厂方法模式通过增加 “新的工厂类” 来创建新的怪物类型，而不会修改原来的函数。
工厂方法模式具体的应用情景还是以上面的怪物类型为例子。
我们需要在不修改原来createMonster函数的情况下，增加新的怪物类，如果按照上面简单工厂模式的设计思路，只有一个工厂类，是不可能做到不修改createMonster函数从而增加新的怪物类创建的。
我们可以给每个怪物类都实现一个工厂类，这些工厂类有一个共同的父类（工厂抽象类），通过每个怪物类的工厂类对象，就可以创建出不同的怪物；
如果后续要增加新的怪物类型，只需要再实现一个对应的工厂类即可，并不会修改原来的工厂类。
#includeusing namespace std;
namespace hjl_project
{//怪物父类
class Monster
{public:
Monster(int life, int magic, int attack)
: m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack)
{}
virtual ~Monster() {}
protected:
//怪物属性
int m_life;
int m_magic;
int m_attack;
};
//亡灵类怪物
class M_Undead : public Monster
{public:
M_Undead(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个亡灵类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Undead() {}
};
//元素类怪物
class M_Element : public Monster
{public:
M_Element(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个元素类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Element() {}
};
//机械类怪物
class M_Mechanic : public Monster
{public:
M_Mechanic(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "创建了一个机械类怪物"<< endl;
}
virtual ~M_Mechanic() {}
};
//工厂父类
class M_ParFactory
{public:
virtual Monster *createMonster() = 0;
virtual ~M_ParFactory() {}
};
//亡灵类怪物的生产工厂
class M_UndeadFactory : public M_ParFactory
{public:
virtual Monster *createMonster()
{Monster *p_monster_obj = nullptr;
return new M_Undead(300, 50, 80);
}
virtual ~M_UndeadFactory() {}
};
//元素类怪物的生产工厂
class M_ElementFactory : public M_ParFactory
{public:
virtual Monster *createMonster()
{Monster *p_monster_obj = nullptr;
return new M_Element(300, 50, 80);
}
virtual ~M_ElementFactory() {}
};
//机械类怪物的生产工厂
class M_MechanicFactory : public M_ParFactory
{public:
virtual Monster *createMonster()
{Monster *p_monster_obj = nullptr;
return new M_Mechanic(300, 50, 80);
}
virtual ~M_MechanicFactory() {}
};
//如果后续增加新的怪物类，只需要再实现一个该怪物类的工厂类即可
//全局的用于创建怪物对象的函数，形参的类型是工厂父类类型的指针，
//返回类型是怪物父类类型的指针
Monster *Gbl_CreateMonster(M_ParFactory *factory)
{//根据factory类型，创建不同的怪物
return factory->createMonster();
}
}
int main()
{//先创建一个亡灵怪物的工厂类，然后再通过该工厂类创建亡灵类怪物的对象
hjl_project::M_ParFactory *p_udd_fy = new hjl_project::M_UndeadFactory();
hjl_project::Monster *pM1 = hjl_project::Gbl_CreateMonster(p_udd_fy);
//hjl_project::Monster *pM1 = p_udd_fy->createMonster();
hjl_project::M_ParFactory *p_ele_fy = new hjl_project::M_ElementFactory();
hjl_project::Monster *pM2 = hjl_project::Gbl_CreateMonster(p_ele_fy);
hjl_project::M_ParFactory *p_mec_fy = new hjl_project::M_MechanicFactory();
hjl_project::Monster *pM3 = hjl_project::Gbl_CreateMonster(p_mec_fy);
delete p_udd_fy, pM1, p_ele_fy, pM2, p_mec_fy, pM3;
return 0;
} 增加新类，通过增加扩展而不是修改已有代码的方式来实现创建新类对象，符合“开闭原则”。
到这里，估计你会发现，我们每实现一个怪物类，就需要实现一个对应的怪物工厂类，有点麻烦，其实我们可以通过模板来优化这一步操作。
//T代表不同怪物的类型
templateclass M_ChildFactory : public M_ParFactory
{public:
virtual Monster *createMonster()
{return new T(300, 50, 80);
}
}; 
定义一个用于创建对象的接口（工厂父类），由子类（各种怪物的工厂类）决定要实例化的类（创建的怪物）是哪一个。
工厂方法模式使得某个类的实例化延迟到了子类。
工厂方法模式的好处：
工厂方法模式往往需要创建一个与产品等级结构（层次）相同的工厂等级结构，这也增加了各种类的层次结构和数目。
你还是那名游戏程序员，随着你们游戏的发展，战斗场景也逐渐增多，比如战斗的场景有山脉、沼泽、城镇等。
游戏策划这时候想让你在不同的场景下创建不同的怪物，相同类型的怪物在不同场景下属性各不相同，比如亡灵类怪物在山脉中攻击力就比在城镇中高。
目前的怪物有三种：亡灵类、元素类、机械类。通过排列组合，你发现如果按照不同的场景划分不同的怪物，一共有九种类型。
如果按照工厂方法模式的设计思路，就需要创建九个工厂子类，有点麻烦。
有没有一种方法，能够让一个工厂子类能够创建多种具有相同规则的怪物对象呢？这就是抽象工厂模式的思想。
我们引入两个概念：产品等级结构和产品族。
抽象工厂模式按照产品族来生产产品（产地相同的用一个工厂来生产），即一个地点有一个工厂，该工厂负责生产本地区的所有产品。
于是，你可以创建一个抽象工厂类，这个抽象类里有三个生产接口，分别可以用来生产三种类型的怪物，后面不同的场景如沼泽、山脉等都可以通过继承这个抽象工厂类，来重写这三个生产接口。这样，就可以生产出九种不同类型的怪物了。
#includeusing namespace std;
namespace hjl_project
{//怪物父类
class Monster
{public:
Monster(int life, int magic, int attack)
: m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack)
{}
virtual ~Monster() {}
protected:
//怪物属性
int m_life;
int m_magic;
int m_attack;
};
//-----------------------------沼泽地区的怪物----------------
//沼泽亡灵类怪物
class M_Undead_Swamp : public Monster
{public:
M_Undead_Swamp(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个沼泽亡灵类怪物"<< endl;
}
};
//沼泽元素类怪物
class M_Element_Swamp : public Monster
{public:
M_Element_Swamp(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个沼泽元素类怪物"<< endl;
}
};
//沼泽机械类怪物
class M_Mechanic_Swamp : public Monster
{public:
M_Mechanic_Swamp(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个沼泽机械类怪物"<< endl;
}
};
//-----------------------------山脉地区的怪物----------------
//山脉亡灵类怪物
class M_Undead_Mountain : public Monster
{public:
M_Undead_Mountain(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个山脉亡灵类怪物"<< endl;
}
};
//山脉元素类怪物
class M_Element_Mountain : public Monster
{public:
M_Element_Mountain(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个山脉元素类怪物"<< endl;
}
};
//山脉机械类怪物
class M_Mechanic_Mountain : public Monster
{public:
M_Mechanic_Mountain(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个山脉机械类怪物"<< endl;
}
};
//-----------------------------城市地区的怪物----------------
//城市亡灵类怪物
class M_Undead_Town : public Monster
{public:
M_Undead_Town(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个城市亡灵类怪物"<< endl;
}
};
//城市元素类怪物
class M_Element_Town : public Monster
{public:
M_Element_Town(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个城市元素类怪物"<< endl;
}
};
//城市机械类怪物
class M_Mechanic_Town : public Monster
{public:
M_Mechanic_Town(int life, int magic, int attack)
: Monster(life, magic, attack)
{cout<< "生产出一个城市机械类怪物"<< endl;
}
};
//-----------------工厂类-----------------
class M_ParFactory
{public:
//创建亡灵类怪物
virtual Monster *createMonster_Undead() = 0;
//创建元素类怪物
virtual Monster *createMonster_Element() = 0;
//创建机械类怪物
virtual Monster *createMonster_Mechanic() = 0;
virtual ~M_ParFactory() {}
};
//沼泽地区的工厂
class M_Factory_Swamp : public M_ParFactory
{public:
//创建亡灵类怪物
virtual Monster *createMonster_Undead()
{return new M_Undead_Swamp(300, 50, 120);
}
//创建元素类怪物
virtual Monster *createMonster_Element()
{return new M_Element_Swamp(400, 50, 120);
}
//创建机械类怪物
virtual Monster *createMonster_Mechanic()
{return new M_Mechanic_Swamp(300, 150, 120);
}
};
//山脉地区的工厂
class M_Factory_Mountain : public M_ParFactory
{public:
//创建亡灵类怪物
virtual Monster *createMonster_Undead()
{return new M_Undead_Mountain(30, 50, 120);
}
//创建元素类怪物
virtual Monster *createMonster_Element()
{return new M_Element_Mountain(40, 50, 120);
}
//创建机械类怪物
virtual Monster *createMonster_Mechanic()
{return new M_Mechanic_Mountain(30, 150, 120);
}
};
//城市地区的工厂
class M_Factory_Town : public M_ParFactory
{public:
//创建亡灵类怪物
virtual Monster *createMonster_Undead()
{return new M_Undead_Town(30, 500, 120);
}
//创建元素类怪物
virtual Monster *createMonster_Element()
{return new M_Element_Town(40, 500, 120);
}
//创建机械类怪物
virtual Monster *createMonster_Mechanic()
{return new M_Mechanic_Town(30, 1500, 120);
}
};
}
int main()
{//创建一个山脉地区的工厂，然后创建一个山脉地区的亡灵类怪物
hjl_project::M_ParFactory *p_mou_fy = new hjl_project::M_Factory_Mountain();
hjl_project::Monster *pM1 = p_mou_fy->createMonster_Undead();
//创建一个沼泽地区的工厂，然后创建一个沼泽地区的机械类怪物
hjl_project::M_ParFactory *p_swa_fy = new hjl_project::M_Factory_Swamp();
hjl_project::Monster *pM2 = p_swa_fy->createMonster_Mechanic();
//创建一个沼泽地区的工厂，然后创建一个沼泽地区的元素类怪物
hjl_project::M_ParFactory *p_tow_fy = new hjl_project::M_Factory_Town();
hjl_project::Monster *pM3 = p_tow_fy->createMonster_Element();
return 0;
} 
现在有一款玩具娃娃，它的部件有 身体、衣服、鞋子组成；这些部件由三个国家的厂商制作：中国、日本、美国。
你需要制作两个娃娃，第一个娃娃的要求：身体、衣服、鞋子全部采用中国厂商制作。第二个娃娃的要求：身体由中国厂商制作，衣服由日本厂商制作，鞋子由美国厂商制作。
你可以这样设计：
由于身体、衣服、鞋子三种部件都可以被不同的厂商生产，所以可以设置身体、衣服、鞋子的抽象类，然后继承实现不同厂商生产的子类，比如中国生产的身体类。
实现一个工厂抽象类，其中三个抽象函数来生产三种部件，不同厂商通过继承和多态来实现生产属于自己的三种部件。
最后设置娃娃类，通过传入三种部件的抽象指针，来组装娃娃。
#includeusing namespace std;
namespace hjl_project2
{//身体抽象类
class Body
{public:
virtual void getName() = 0;
virtual ~Body() {}
};
//衣服抽象类
class Clothes
{public:
virtual void getName() = 0;
virtual ~Clothes() {}
};
//鞋子抽象类
class Shoes
{public:
virtual void getName() = 0;
virtual ~Shoes(){};
};
//------------------娃娃类-----------
class Doll
{public:
Doll(Body *p_body, Clothes *p_clothes, Shoes *p_shoes)
: body(p_body), clothes(p_clothes), shoes(p_shoes)
{}
//组装接口
void Assemble()
{cout<< "组装一个娃娃"<< endl;
body->getName();
clothes->getName();
shoes->getName();
}
private:
Body *body;
Clothes *clothes;
Shoes *shoes;
};
//-------------工厂类------------
class AbstractFactory
{public:
//工厂稳定地创建三个部件
virtual Body *createBody() = 0;
virtual Clothes *createClothes() = 0;
virtual Shoes *createShoes() = 0;
virtual ~AbstractFactory() {}
};
//中国厂商实现三个部件
class China_Body : public Body
{public:
void getName()
{cout<< "中国厂商生产身体部件"<< endl;
}
};
class China_Clothes : public Clothes
{public:
void getName()
{cout<< "中国厂商生产衣服部件"<< endl;
}
};
class China_Shoes : public Shoes
{public:
void getName()
{cout<< "中国厂商生产鞋子部件"<< endl;
}
};
//中国工厂
class ChinaFactory : public AbstractFactory
{public:
Body *createBody()
{return new China_Body;
}
Clothes *createClothes()
{return new China_Clothes;
}
Shoes *createShoes()
{return new China_Shoes;
}
};
//日本厂商实现三个部件
class Japan_Body : public Body
{public:
void getName()
{cout<< "日本厂商生产身体部件"<< endl;
}
};
class Japan_Clothes : public Clothes
{public:
void getName()
{cout<< "日本厂商生产衣服部件"<< endl;
}
};
class Japan_Shoes : public Shoes
{public:
void getName()
{cout<< "日本厂商生产鞋子部件"<< endl;
}
};
//日本工厂
class JapanFactory : public AbstractFactory
{public:
Body *createBody()
{return new Japan_Body;
}
Clothes *createClothes()
{return new Japan_Clothes;
}
Shoes *createShoes()
{return new Japan_Shoes;
}
};
//美国厂商实现三个部件
class America_Body : public Body
{public:
void getName()
{cout<< "美国厂商生产身体部件"<< endl;
}
};
class America_Clothes : public Clothes
{public:
void getName()
{cout<< "美国厂商生产衣服部件"<< endl;
}
};
class America_Shoes : public Shoes
{public:
void getName()
{cout<< "美国厂商生产鞋子部件"<< endl;
}
};
//美国工厂
class AmericaFactory : public AbstractFactory
{public:
Body *createBody()
{return new America_Body;
}
Clothes *createClothes()
{return new America_Clothes;
}
Shoes *createShoes()
{return new America_Shoes;
}
};
}
int main()
{//创建第一个娃娃
// 1.创建一个中国工厂
hjl_project2::AbstractFactory *p_china_factory = new hjl_project2::ChinaFactory();
// 2.创建中国工厂生产的部件
hjl_project2::Body *p_china_body = p_china_factory->createBody();
hjl_project2::Clothes *p_china_clothes = p_china_factory->createClothes();
hjl_project2::Shoes *p_china_shoes = p_china_factory->createShoes();
// 3.使用部件创建娃娃，然后组装
hjl_project2::Doll *p_obj1 = new hjl_project2::Doll(p_china_body, p_china_clothes, p_china_shoes);
p_obj1->Assemble();
cout<< "----------------------------------"<< endl;
//创建第二个娃娃
// 1.创建另外的日本和美国工厂
hjl_project2::AbstractFactory *p_japan_factory = new hjl_project2::JapanFactory();
hjl_project2::AbstractFactory *p_america_factory = new hjl_project2::AmericaFactory();
// 2.创建生产部件
hjl_project2::Body *p_china_body2 = p_china_factory->createBody();
hjl_project2::Clothes *p_japan_clothes = p_japan_factory->createClothes();
hjl_project2::Shoes *p_america_shoes = p_america_factory->createShoes();
// 3.使用部件创建娃娃，然后组装
hjl_project2::Doll *p_obj2 = new hjl_project2::Doll(p_china_body2, p_japan_clothes, p_america_shoes);
p_obj2->Assemble();
delete p_china_factory, p_china_body, p_china_clothes, p_china_shoes, p_obj1, p_japan_factory, p_america_factory, p_china_body2, p_japan_clothes, p_america_shoes, p_obj2;
return 0;
} 
提供一个接口（抽象工厂类），让该接口负责创建一系列相关或者互相依赖的对象（情景1中的三种怪物抽象类型，情景2中的三种部件抽象类型），而无需指定它们具体的类（三种具体的怪物，亡灵类等，三种部件的具体类型，中国厂商生产的身体类型等）。
抽象工厂模式的优缺点工厂方法模式适合于用一个工厂生产一个产品。
抽象工厂模式适合于用一个工厂生产多个产品。
从代码的实现复杂度来看，简单工厂模式最简单，工厂方法模式次之，抽象工厂模式最复杂。如果将简单工厂模式的代码修改得符合“开闭原则”，就变成了工厂方法模式；如果修改工厂方法模式的代码，使得一个工厂支持多个产品的生产，那就成了抽象工厂模式。
从需要的工厂数量上来看，简单工厂数量最少只有一个，工厂方法模式需要的工厂数量最多，抽象工厂模式能够有效减少工厂方法模式中工厂的数量。
从实际应用上，如果产品数量很少又不经常修改产品类型，只需要使用简单工厂模式即可；如果产品数量很多或者为了满足“开闭原则”，则可以使用工厂方法模式；如果有很多厂商并且一个厂商生产很多产品，则要使用抽象工厂模式。
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