工厂方法返回 shared_ptr 是为了实现自动内存管理、支持共享所有权和多态性，避免内存泄漏并提升代码安全性与灵活性；通过 std::make_shared 创建对象可提高性能和异常安全性，适用于多模块共享对象或生命周期不确定的场景，尤其在需要将对象存入容器或传递给回调时比 unique_ptr 更合适，但需注意避免循环引用并保证注册机制的线程安全，是现代 c++++ 中构建可扩展系统的推荐做法。
在 C++ 的工厂模式中，使用智能指针（尤其是
std::shared_ptr
）作为返回类型是一种现代、安全且推荐的做法。相比传统的裸指针或
std::unique_ptr
，返回
shared_ptr
能更好地管理对象生命周期，避免内存泄漏，同时支持灵活的共享语义。
为什么工厂方法返回
shared_ptr
shared_ptr
？
工厂模式的核心是将对象的创建过程封装起来，客户端无需关心具体类型，只需通过接口使用对象。返回
shared_ptr
的主要优势包括：
- 自动内存管理：对象在不再被引用时自动释放，避免资源泄漏。
- 共享所有权：多个组件可以安全地共享同一个对象实例。
- 多态支持良好：
shared_ptr<Base>
可以持有派生类对象，适合多态场景。
- 与标准库和现代 C++ 代码兼容性好：比如可以轻松存入容器、传递给回调等。
工厂方法返回
shared_ptr
shared_ptr
的典型实现
假设我们有一个图形形状的基类和几个派生类：
#include <memory> #include <string> class Shape { public: virtual ~Shape() = default; virtual void draw() const = 0; }; class Circle : public Shape { public: void draw() const override { // 绘制圆形 } }; class Rectangle : public Shape { public: void draw() const override { // 绘制矩形 } };
接下来，我们实现一个工厂类或工厂函数，返回
std::shared_ptr<Shape>
：
#include
注册类型并使用：
// 注册类型 ShapeFactory::registerType("circle", []() { return std::make_shared<Circle>(); }); ShapeFactory::registerType("rectangle", []() { return std::make_shared<Rectangle>(); }); // 使用工厂创建对象 auto shape = ShapeFactory::create("circle"); if (shape) { shape->draw(); }
何时选择
shared_ptr
shared_ptr
而不是
unique_ptr
？
虽然
unique_ptr
更轻量、性能略优，但在以下场景中，
shared_ptr
是更合适的选择：
- 多个模块需要共享对象所有权。
- 对象可能被放入容器、回调、观察者列表等需要长期持有副本的地方。
- 工厂创建的对象生命周期不确定，且可能被多方引用。
如果你能确定对象只有一个所有者，且不会被共享，
unique_ptr
更高效。但在通用工厂中，尤其是框架或库代码中，
shared_ptr
更加灵活和安全。
注意事项与最佳实践
-
使用
make_shared
而不是直接
new
：
它更高效（一次内存分配），也更安全（避免异常时的内存泄漏）。 -
避免循环引用：
如果对象之间存在互相引用，注意使用weak_ptr
防止内存泄漏。
-
注册机制可扩展：
上述工厂支持运行时注册，适合插件式架构。 -
线程安全考虑：
如果多个线程同时调用create
，确保
creators()
的访问是线程安全的（首次初始化是安全的，但注册操作需加锁）。
基本上就这些。返回
shared_ptr
的工厂方法是现代 C++ 中构建可维护、可扩展系统的重要手段，尤其适用于需要多态和共享所有权的场景。
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