智能工厂视频介绍 智能工厂示教编程如何实施
智能指针与工厂模式结合的核心在于通过工厂函数返回智能指针（如std::unique_ptr或std::shared_ptr）以实现对象创建与生命周期管理的职责分离。1. 工厂函数负责根据参数动态创建派生类实例并封装进智能指针，客户端无需手动释放内存；2. std::unique_ptr适用于单一所有权场景，提供高效、安全的对象管理，且推荐使用std::make_unique创建；3. std::shared_ptr用于共享所有权，支持多个智能指针共同管理对象生命周期，需注意引用计数开销、循环引用及线程安全问题，并建议使用std::make_shared提升性能；4. 这种设计提升了代码健壮性、异常安全性与可维护性，同时简化了客户端逻辑。
智能指针与工厂模式的结合，说白了，就是把对象创建的复杂性（工厂模式的职责）和对象生命周期管理（智能指针的职责）这两大块，非常优雅地整合到一起。工厂负责“生孩子”，智能指针负责“养孩子”，确保孩子生出来有人管，死了有人收尸，不留烂摊子。这解决了传统C++里手动
new登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制和
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制带来的内存泄露、野指针等一系列让人头疼的问题，让代码更健壮，也更省心。
解决方案要实现一个返回智能指针的工厂函数，核心思想就是让工厂函数不再返回原始指针，而是返回一个
std::unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制或
std::shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制。这样，当工厂函数返回对象时，所有权（或共享所有权）就立即被智能指针接管，客户端代码无需关心内存释放的问题。
我们通常会有一个基类或接口，以及一些具体的派生类。工厂函数根据传入的类型参数，动态创建对应的派生类实例，并将其包装在智能指针中返回。
举个例子，假设我们有一个
Product登录后复制接口和两个实现类
ConcreteProductA登录后复制、
ConcreteProductB登录后复制：
#include <iostream>#include <memory> // For std::unique_ptr and std::shared_ptr#include <string>// 1. 定义产品接口class Product {public: virtual ~Product() = default; virtual void use() const = 0;};// 2. 实现具体产品Aclass ConcreteProductA : public Product {public: ConcreteProductA() { std::cout << "ConcreteProductA created." << std::endl; } ~ConcreteProductA() override { std::cout << "ConcreteProductA destroyed." << std::endl; } void use() const override { std::cout << "Using ConcreteProductA." << std::endl; }};// 3. 实现具体产品Bclass ConcreteProductB : public Product {public: ConcreteProductB() { std::cout << "ConcreteProductB created." << std::endl; } ~ConcreteProductB() override { std::cout << "ConcreteProductB destroyed." << std::endl; } void use() const override { std::cout << "Using ConcreteProductB." << std::endl; }};// 4. 定义产品类型枚举enum class ProductType { TypeA, TypeB};// 5. 工厂函数：返回unique_ptrstd::unique_ptr<Product> createProductUnique(ProductType type) { switch (type) { case ProductType::TypeA: // 使用std::make_unique更安全高效 return std::make_unique<ConcreteProductA>(); case ProductType::TypeB: return std::make_unique<ConcreteProductB>(); default: return nullptr; // 或者抛出异常 }}// 6. 工厂函数：返回shared_ptr (如果需要共享所有权)std::shared_ptr<Product> createProductShared(ProductType type) { switch (type) { case ProductType::TypeA: // 使用std::make_shared更安全高效 return std::make_shared<ConcreteProductA>(); case ProductType::TypeB: return std::make_shared<ConcreteProductB>(); default: return nullptr; // 或者抛出异常 }}/*int main() { // 使用unique_ptr工厂 std::cout << "--- Using unique_ptr factory ---" << std::endl; auto product1 = createProductUnique(ProductType::TypeA); if (product1) { product1->use(); } // unique_ptr所有权转移 auto product2 = std::move(product1); // product1现在为空 if (product2) { product2->use(); } // 使用shared_ptr工厂 std::cout << "\n--- Using shared_ptr factory ---" << std::endl; std::shared_ptr<Product> product3 = createProductShared(ProductType::TypeB); if (product3) { product3->use(); } // shared_ptr共享所有权 std::shared_ptr<Product> product4 = product3; // product3和product4共享同一个对象 std::cout << "product3 use_count: " << product3.use_count() << std::endl; std::cout << "product4 use_count: " << product4.use_count() << std::endl; // 当所有shared_ptr离开作用域时，对象才会被销毁 return 0;}*/登录后复制这个例子展示了两种常见的智能指针返回方式。选择
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制还是
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制，取决于你的设计意图：是单一所有权还是共享所有权。
为什么工厂模式与智能指针是天作之合？我个人觉得，这简直是解放生产力啊！你想想看，在没有智能指针的年代，工厂函数返回一个原始指针，然后客户端代码就得小心翼翼地去
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制它。稍微不注意，比如忘了
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制，或者在
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制之前抛了异常，内存就泄露了。这事儿吧，写起来麻烦，维护起来更麻烦，调试起来更是噩梦。
而智能指针介入后，整个局面就变了。工厂函数创建完对象，直接封装进
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制或
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制，然后返回。客户端拿到手的是一个“自带回收机制”的对象。它的生命周期完全由智能指针管理，一旦智能指针超出作用域，或者不再有引用指向，对象就会自动销毁。
这带来的好处是显而易见的：
内存安全：彻底告别手动delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制，大大降低内存泄露和野指针的风险。这省去了多少心力去追踪内存问题啊！异常安全：如果在对象创建过程中，或者在工厂函数返回后，客户端代码中途抛出异常，智能指针也能保证已分配的资源被正确释放。因为智能指针的析构函数会在栈展开时被调用。职责分离：工厂模式专注于“如何创建对象”的复杂逻辑（比如根据配置创建不同类型的对象，或者进行复杂的初始化），而智能指针则专注于“如何管理对象生命周期”。两者各司其职，代码结构更清晰。简化客户端代码：客户端拿到智能指针后，可以直接使用，无需关心底层是
new登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制出来的，也不用操心什么时候
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制。这让客户端代码变得非常简洁和专注。
说实话，这就像是，以前你买个电器，还得自己去研究怎么处理废电池；现在你买个电器，电池用完直接扔，商家会帮你回收，多省事儿！
返回std::unique_ptr的工厂函数：何时选择以及注意事项当你的设计意图是单一所有权时，也就是一个对象在任何时候都只归一个“主人”所有，那么返回
std::unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制的工厂函数就是你的首选。这种情况非常普遍，比如你创建一个配置文件解析器，或者一个网络连接对象，通常它们都只属于创建它们的那部分代码。
何时选择
std::unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制：独占所有权：对象在生命周期内只有一个明确的拥有者。资源管理：除了内存，
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制也可以管理文件句柄、网络套接字等独占性资源。性能敏感：
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制没有引用计数开销，性能上更接近原始指针。多态销毁：通过基类指针销毁派生类对象时，
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制能正确调用派生类的析构函数。
注意事项：
使用std::make_unique登录后复制登录后复制：在C++14及以后，总是优先使用
std::make_unique登录后复制登录后复制来创建
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制。它不仅代码更简洁，还能提供异常安全保证，避免了
new登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制表达式可能带来的潜在内存泄露风险（例如，
new登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制和智能指针构造函数之间的操作失败）。返回方式：工厂函数返回
std::unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制时，通常是按值返回。
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制支持移动语义，所以返回时会触发移动构造，效率很高。客户端通过
auto登录后复制接收，即可获得所有权。所有权转移：
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制不能被复制，但可以被移动。这意味着你不能简单地将一个
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制赋值给另一个
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制，但可以通过
std::move登录后复制来显式地转移所有权。一旦所有权转移，原
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制就会变为空。裸指针获取：虽然不推荐，但你可以通过
.get()登录后复制方法获取原始指针。不过，一旦你获取了原始指针并将其传递给其他函数，就必须确保原始指针不会被不当使用，例如被
delete登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制两次，或者在
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制销毁后仍然被访问。
// 示例：unique_ptr工厂的使用void processProduct(std::unique_ptr<Product> p) { if (p) { p->use(); } // p离开作用域时，Product对象被销毁}// 在某个函数中调用工厂auto my_product = createProductUnique(ProductType::TypeA);if (my_product) { // my_product拥有ProductA的所有权 my_product->use(); // 转移所有权到另一个函数 processProduct(std::move(my_product)); // my_product现在为空}// 这里my_product已经为空，ProductA的销毁由processProduct函数负责登录后复制记住，
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制的哲学就是“独占”，一旦你理解并接受这一点，它的使用就会变得非常直观。返回std::shared_ptr的工厂函数：适用场景与权衡
当你的设计需要共享所有权时，也就是一个对象可能同时被多个“主人”引用，并且只有当所有引用都消失时，对象才应该被销毁，那么返回
std::shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制的工厂函数就派上用场了。这种场景在很多地方都会遇到，比如缓存系统、观察者模式中的主题对象，或者图形场景中的共享资源。
何时选择
std::shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制：共享所有权：多个
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制可以共同管理同一个对象的生命周期。缓存机制：当对象被放入缓存，同时又被客户端使用时，
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制可以确保对象在被缓存和被使用期间都不会被提前销毁。循环引用：虽然
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制本身可能导致循环引用问题（可以通过
std::weak_ptr登录后复制登录后复制解决），但它依然是实现共享所有权的主要工具。复杂生命周期：当对象的生命周期难以通过单一所有权模型来界定时。
权衡与注意事项：
引用计数开销：shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制内部维护一个引用计数器。每次拷贝、赋值都会增加或减少引用计数，这会带来一定的性能开销。与
unique_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制相比，它不是零开销抽象。使用
std::make_shared登录后复制登录后复制：和
make_unique登录后复制类似，强烈推荐使用
std::make_shared登录后复制登录后复制来创建
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制。它能将对象的内存和引用计数器的内存一次性分配，减少了内存碎片，提高了效率，并且提供了异常安全。循环引用：这是
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制最常见的陷阱。如果对象A持有
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制指向B，同时B也持有
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制指向A，那么它们的引用计数永远不会降到零，导致内存泄露。解决办法是使用
std::weak_ptr登录后复制登录后复制来打破循环，
weak_ptr登录后复制不增加引用计数，只提供对对象的弱引用。线程安全：
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制本身的引用计数操作是线程安全的（原子操作），但它所指向的对象本身的数据成员的访问并不是线程安全的。如果你在多线程环境下共享对象，仍然需要额外的同步机制来保护对象的数据。
// 示例：shared_ptr工厂的使用std::vector<std::shared_ptr<Product>> cached_products;void cacheAndUseProduct(ProductType type) { auto product_from_factory = createProductShared(type); if (product_from_factory) { product_from_factory->use(); cached_products.push_back(product_from_factory); // 缓存一份，增加引用计数 std::cout << "Product cached. Current ref count: " << product_from_factory.use_count() << std::endl; }}// 在某个函数中调用// cacheAndUseProduct(ProductType::TypeB);// 此时 product_from_factory 离开作用域，但因为 cached_products 仍持有引用，对象不会被销毁// 只有当 cached_products 清空或元素被移除时，对象才可能被销毁登录后复制选择
shared_ptr登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制登录后复制意味着你接受了额外的开销，以换取更灵活的对象生命周期管理。但这种灵活性也带来了复杂性，特别是当涉及到多线程和循环引用时，需要更细致的设计和考量。
以上就是智能指针如何与工厂模式配合 返回智能指针的工厂函数实现的详细内容，更多请关注乐哥常识网其它相关文章！