模式定义
工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，定义用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类，从而将对象创建过程延迟到子类。其核心目的是解耦对象的创建与使用，增强系统的扩展性，符合开闭原则。
模式结构
抽象产品（Product）：定义对象的接口（如数控系统中的运动控制器）。
具体产品（Concrete Product）：实现抽象产品的具体类（如直线运动、圆弧运动控制器）。
抽象工厂（Creator）：声明工厂方法，返回抽象产品类型。
具体工厂（Concrete Creator）：重写工厂方法，返回具体产品实例。
C++示例（数控系统场景）
#include // 抽象产品：运动控制器接口
class MotionController {
public:virtual void execute() = 0;virtual ~MotionController() = default;
};// 具体产品1：直线运动控制器
class LinearMotion : public MotionController {
public:void execute() override {std::cout << "执行直线插补运动" << std::endl;}
};// 具体产品2：圆弧运动控制器
class ArcMotion : public MotionController {
public:void execute() override {std::cout << "执行圆弧插补运动" << std::endl;}
};// 抽象工厂
class MotionFactory {
public:virtual MotionController* createMotion() = 0;virtual ~MotionFactory() = default;
};// 具体工厂1：创建直线运动控制器
class LinearMotionFactory : public MotionFactory {
public:MotionController* createMotion() override {return new LinearMotion();}
};// 具体工厂2：创建圆弧运动控制器
class ArcMotionFactory : public MotionFactory {
public:MotionController* createMotion() override {return new ArcMotion();}
};// 客户端代码
int main() {// 使用直线运动工厂MotionFactory* linearFactory = new LinearMotionFactory();MotionController* linear = linearFactory->createMotion();linear->execute(); // 输出：执行直线插补运动// 使用圆弧运动工厂MotionFactory* arcFactory = new ArcMotionFactory();MotionController* arc = arcFactory->createMotion();arc->execute(); // 输出：执行圆弧插补运动delete linearFactory;delete linear;delete arcFactory;delete arc;return 0;
}
模式优势
解耦性：客户端仅依赖抽象接口，无需关心具体实现类。
扩展性：新增运动类型时（如螺旋运动），只需添加对应的具体产品和工厂类，无需修改已有代码，符合开闭原则。
职责清晰：将对象创建逻辑集中到工厂类，避免代码重复。
适用场景
系统需要支持多种类型的对象创建（如数控系统的不同运动模式）。
创建过程需要动态扩展（如未来新增五轴联动控制）。
对比简单工厂模式
工厂方法模式通过多态性将对象创建延迟到子类，避免了简单工厂模式中因新增类型需修改工厂类的缺点。