工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种封装对象创建过程的方式。在工厂模式中，我们将对象的实例化过程移到一个独立的工厂类中，客户端通过调用工厂类的方法来创建对象，而不是直接使用 new 关键字实例化对象。
工厂模式有多种变体，其中最常见的是简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
假设我们有一个图形类 Shape，它有两个派生类 Circle 和 Rectangle。我们使用工厂模式来创建这些图形对象。首先，我们定义一个抽象的基类 Shape，它声明了一个纯虚函数 draw()：
class Shape {
public:
virtual void draw() = 0;
};然后，我们创建两个派生类 Circle 和 Rectangle，它们实现了 draw() 函数：
class Circle : public Shape {
public:
void draw() {
cout << "Drawing a circle." << endl;
}
};
class Rectangle : public Shape {
public:
void draw() {
cout << "Drawing a rectangle." << endl;
}
};接下来，我们定义一个工厂类 ShapeFactory，它根据客户端传入的参数创建相应的图形对象：
class ShapeFactory {
public:
Shape* createShape(string type) {
if (type == "circle") {
return new Circle();
} else if (type == "rectangle") {
return new Rectangle();
} else {
return nullptr;
}
}
};最后，我们可以在客户端代码中使用工厂类来创建图形对象：
int main() {
ShapeFactory factory;
Shape* shape1 = factory.createShape("circle");
shape1->draw(); // 输出：Drawing a circle.
Shape* shape2 = factory.createShape("rectangle");
shape2->draw(); // 输出：Drawing a rectangle.
delete shape1;
delete shape2;
return 0;
}在上面的示例中，客户端通过调用 ShapeFactory 的 createShape() 方法来创建图形对象，而不需要直接使用 new 关键字。这样，客户端与具体的图形类解耦，可以通过工厂类来创建不同的图形对象，而无需关心对象创建的具体细节。
工厂模式的优点在于它可以提供一种灵活的对象创建方式，可以根据需求动态地创建不同类型的对象。此外，工厂模式也符合单一职责原则，将对象创建的逻辑封装在工厂类中，使得代码更加可维护和可扩展。
工厂模式的引入主要是为了解决以下设计问题：
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对象的创建和使用耦合度高：在传统的对象创建方式中，客户端代码通常需要直接使用具体类的构造函数来创建对象。这导致客户端与具体类之间存在紧耦合关系，一旦需要更换具体类或者添加新的类，就需要修改客户端代码。工厂模式通过引入工厂类，将对象的创建过程封装起来，降低了客户端与具体类之间的耦合度。
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代码复杂度高：当对象的创建过程比较复杂，涉及到多个步骤或者依赖其他对象时，直接在客户端代码中进行对象的创建会导致代码复杂度增加。工厂模式将对象的创建过程集中在工厂类中，可以隐藏对象创建的复杂性，使得客户端代码更加简洁。
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需要隐藏具体类的实现细节：有时候，我们希望将具体类的实现细节隐藏起来，只向客户端暴露抽象的接口。工厂模式可以通过工厂类来创建具体类的对象，并将对象返回给客户端，客户端只需要通过抽象接口来使用对象，无需知道具体类的实现细节。
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实现对象创建的灵活性：工厂模式可以根据需求动态地创建不同类型的对象，而无需修改客户端代码。当需要添加新的具体类时，只需要修改工厂类的代码，而不需要修改客户端代码。这提供了一种灵活的对象创建方式，使得系统能够更好地应对变化和扩展。
同样也带来了一些弊端：
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违反开放封闭原则：当需要添加新的具体类时，必须修改工厂类的代码以支持新类的创建，那么工厂类永远不可能封闭。这违反了开放封闭原则，即对修改关闭，对扩展开放。每次添加新的类都需要修改工厂类，可能导致工厂类变得庞大而复杂。虽然可以通过创建一个工厂类的子类来通过多态实现这一点，但是这也是以新建一个类作为代价的。
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开放封闭原则？
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