当前位置：首页 > news >正文

工厂方法模式详解及在自动驾驶场景代码示例（c++代码实现）

news 来源：原创 2025/8/14 13:30:37

模式定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，通过定义抽象工厂接口将对象创建过程延迟到子类实现，实现对象创建与使用的解耦。该模式特别适合需要动态扩展产品类型的场景。

自动驾驶感知场景分析

自动驾驶感知系统需要集成多种传感器：

激光雷达（LiDAR）：3D点云数据采集
摄像头（Camera）：2D图像数据采集
毫米波雷达（Radar）：运动目标检测
超声波传感器（Ultrasonic）：近距离障碍物检测

我们将通过工厂方法实现不同传感器的统一创建管理。

C++实现代码（含详细注释）

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>// ---------------------------- 产品体系 ----------------------------
// 抽象传感器接口
class Sensor {
public:virtual ~Sensor() = default;// 传感器初始化（纯虚函数）virtual void initialize() = 0;// 数据采集（纯虚函数）virtual void acquireData() = 0;// 数据处理（默认实现）virtual void processData() {std::cout << "[通用处理] 数据格式标准化..." << std::endl;}
};// 具体产品：激光雷达
class LiDAR : public Sensor {
private:double scanFrequency;  // 扫描频率参数public:explicit LiDAR(double freq) : scanFrequency(freq) {}void initialize() override {std::cout << "[LiDAR] 初始化激光雷达，扫描频率: " << scanFrequency << "Hz" << std::endl;}void acquireData() override {std::cout << "[LiDAR] 采集3D点云数据（"<< scanFrequency << "Hz扫描中）" << std::endl;}void processData() override {Sensor::processData();std::cout << "[LiDAR处理] 点云聚类/目标检测" << std::endl;}
};// 具体产品：摄像头
class Camera : public Sensor {
private:std::string resolution;  // 分辨率参数public:explicit Camera(const std::string& res) : resolution(res) {}void initialize() override {std::cout << "[Camera] 初始化摄像头，分辨率: "<< resolution << std::endl;}void acquireData() override {std::cout << "[Camera] 捕获RGB图像（"<< resolution << "分辨率）" << std::endl;}void processData() override {Sensor::processData();std::cout << "[Camera处理] 图像特征提取/目标识别" << std::endl;}
};// ---------------------------- 工厂体系 ----------------------------
// 抽象传感器工厂
class SensorFactory {
public:virtual ~SensorFactory() = default;// 工厂方法（创建特定传感器）virtual std::unique_ptr<Sensor> createSensor() = 0;// 通用配置方法void commonConfiguration() {std::cout << "加载传感器通用配置..." << std::endl;}
};// 具体工厂：LiDAR工厂
class LiDARFactory : public SensorFactory {
private:double frequency;  // 工厂特定参数public:explicit LiDARFactory(double freq) : frequency(freq) {}std::unique_ptr<Sensor> createSensor() override {commonConfiguration();std::cout << "创建LiDAR实例..." << std::endl;return std::make_unique<LiDAR>(frequency);}
};// 具体工厂：Camera工厂
class CameraFactory : public SensorFactory {
private:std::string resolution;public:explicit CameraFactory(const std::string& res) : resolution(res) {}std::unique_ptr<Sensor> createSensor() override {commonConfiguration();std::cout << "创建Camera实例..." << std::endl;return std::make_unique<Camera>(resolution);}
};// ---------------------------- 系统集成 ----------------------------
class PerceptionSystem {
private:std::vector<std::unique_ptr<Sensor>> sensors;public:// 添加传感器（通过工厂创建）void addSensor(SensorFactory& factory) {auto sensor = factory.createSensor();sensor->initialize();sensors.push_back(std::move(sensor));}// 运行感知流水线void runPipeline() {std::cout << "\n=== 启动感知系统 ===" << std::endl;for(auto& sensor : sensors) {sensor->acquireData();sensor->processData();}}
};// ---------------------------- 客户端使用 ----------------------------
int main() {PerceptionSystem system;// 配置工厂参数LiDARFactory lidarFactory(10.0);      // 10Hz扫描频率CameraFactory cameraFactory("1920x1080"); // 高清摄像头// 构建传感器系统system.addSensor(lidarFactory);system.addSensor(cameraFactory);// 运行系统system.runPipeline();return 0;
}

代码解析

1. 产品体系设计

class Sensor { /*...*/ };       // 抽象产品
class LiDAR : public Sensor { /*...*/ };  // 具体产品
class Camera : public Sensor { /*...*/ }; // 具体产品

Sensor基类：定义传感器通用接口（初始化、数据采集、处理）
具体传感器：实现特定传感器逻辑，可携带专有参数（如扫描频率）

2. 工厂体系实现

class SensorFactory { /*...*/ };       // 抽象工厂
class LiDARFactory : public SensorFactory { /*...*/ }; // 具体工厂

工厂基类：声明createSensor()工厂方法
具体工厂：
- 持有产品创建所需参数
- 实现具体产品创建逻辑
- 可添加工厂级预处理（如配置验证）

3. 系统集成

class PerceptionSystem {void addSensor(SensorFactory& factory) {auto sensor = factory.createSensor();// ...}
};

感知系统：通过工厂接口添加传感器，无需关心具体类型
运行时行为：统一调用接口方法，实现多态处理

运行结果

加载传感器通用配置...
创建LiDAR实例...
[LiDAR] 初始化激光雷达，扫描频率: 10Hz
加载传感器通用配置...
创建Camera实例...
[Camera] 初始化摄像头，分辨率: 1920x1080=== 启动感知系统 ===
[LiDAR] 采集3D点云数据（10Hz扫描中）
[通用处理] 数据格式标准化...
[LiDAR处理] 点云聚类/目标检测
[Camera] 捕获RGB图像（1920x1080分辨率）
[通用处理] 数据格式标准化...
[Camera处理] 图像特征提取/目标识别

模式优势分析

在自动驾驶中的价值

传感器管理
- 灵活扩展新传感器（如新增Radar传感器）
- 统一生命周期管理（初始化/数据采集）
配置解耦
- 传感器参数（分辨率/频率）由工厂管理
- 系统核心代码不依赖具体传感器实现
多平台适配
- 不同车规硬件使用不同工厂实现
- 通过替换工厂实现传感器切换

扩展改进建议

1. 动态配置加载

// 通过配置文件创建工厂
std::unique_ptr<SensorFactory> createFactoryFromConfig(const json& config) 
{if(config["type"] == "LiDAR") {return std::make_unique<LiDARFactory>(config["frequency"]);}// 其他类型处理...
}

2. 复合传感器支持

class SensorClusterFactory : public SensorFactory {std::vector<std::unique_ptr<Sensor>> createSensor() override {// 创建多个传感器组成集群}
};

3. 异常处理增强

try {sensor->initialize();
} catch (const SensorException& e) {std::cerr << "传感器初始化失败: " << e.what();// 切换备用传感器工厂
}

工厂方法模式总结

核心价值：

将对象创建与使用分离，符合单一职责原则
提高系统可扩展性，新增产品类型无需修改已有代码

适用场景：

需要支持多类型传感器的自动驾驶系统
需要灵活替换不同品牌传感器的车规平台
需要统一管理传感器生命周期的中间件

通过本实现可以看出，工厂方法模式为自动驾驶感知系统的传感器管理提供了优雅的架构解决方案，是构建可扩展、易维护的自动驾驶系统的重要设计手段。

工厂方法模式详解及在自动驾驶场景代码示例（c++代码实现）

模式定义工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，通过定义抽象工厂接口将对象创建过程延迟到子类实现，实现对象创建与使用的解耦。该模式特别适合需要动态扩展产品类型的场景。自动驾驶感知场景分析自动驾…...

编程日记 2025/8/14 13:30:37

Java 2025：解锁未来5大技术趋势，Kotlin融合AI新篇

各位Java开发者们好！🚀 2025年的Java世界正在经历一场前所未有的技术变革。作为深耕Java领域多年的技术博主，今天我将带大家深入探索Java生态即将迎来的5大技术趋势，特别是Kotlin的深度融合和AI技术的新篇章。准备好了吗&#xff…...

编程日记 2025/8/13 14:55:09

抗辐照设计优化：商业航天高可靠系统设计的关键路径

随着商业航天领域的快速发展，航天器的可靠性和抗辐照能力已成为系统设计的核心需求。在严苛的太空辐射环境中，电子设备面临着单粒子效应、总剂量效应和位移损伤效应等多重挑战。抗辐照设计优化不仅是确保航天器任务成功的关键路径，更是推动商…...

编程日记 2025/8/14 13:23:10

颚式破碎机的设计

一、引言颚式破碎机作为矿山、建材等行业的重要破碎设备，其性能优劣直接影响物料破碎效率与质量。随着工业生产规模的扩大和对破碎效率要求的提高，设计一款高效、稳定、节能的颚式破碎机具有重要意义。二、设计需求分析处理能力：根据目…...

编程日记 2025/8/13 19:14:37

1panel第三方应用商店（本地商店）配置和使用

文章目录引言资源网站实战操作说明引言 1Panel 提供了一个应用提交开发环境，开发者可以通过提交应用的方式将自己的应用推送到 1Panel 的应用商店中，供其他用户使用。由此衍生了一种本地应用商店的概念，用户可以自行编写应用配置并上传到自…...

编程日记 2025/8/14 13:23:09

ObjectOutputStream 深度解析

ObjectOutputStream 深度解析 ObjectOutputStream 是 Java IO 体系中的一个关键类，用于序列化（将对象转换为字节流），通常与 ObjectInputStream 配合使用，实现对象的持久化存储或网络传输。 1.作用：完成对象的序列化过程 2.它可以将JVM当中的Java对象序列化到文件中/网…...

编程日记 2025/8/14 13:28:47

如何学习和研究量子计算与量子计算机：从理论到实践的完整路径

量子计算作为量子力学与计算机科学的交叉领域，正在迅速改变我们对计算能力的认知。无论是破解经典加密算法，还是加速药物分子模拟，量子计算都展现出巨大的潜力。然而，学习这一领域需要系统化的理论知识和实践能力。以下是基于最新…...

编程日记 2025/8/14 13:22:25

数据结构学习笔记：二叉搜索树与高效查找算法详解

目录二叉搜索树（BST）实现 1.1 顺序存储实现 1.2 链式存储实现查找算法 2.1 顺序查找 2.2 折半查找 2.3 哈希查找总结与应用场景代码示例与完整实现一、二叉搜索树（BST）实现 1. 顺序存储实现 BST的顺序存储基于完全二叉树的特…...

编程日记 2025/8/14 13:28:10

广搜bfs-P1443 马的遍历

P1443 马的遍历题目来源-洛谷题意要求马到达棋盘上任意一个点最少要走几步思路国际棋盘规则是马的走法是-日字形，也称走马日，即x,y一个是走两步，一个是一步要求最小步数，所以考虑第一次遍历到的点即为最小步数&#xff…...

编程日记 2025/8/14 13:29:11

Ubuntu22.04安装QT、px4安装环境

Ubuntu22.04安装QGC编译环境、QT、px4编译环境安装QGC安装Ubuntu安装QT配置px4安装环境出现错误怎么办安装QGC 我使用的是pixhawk V5飞控，在QGC4.4 Guide里，说安装Ubuntu 直接去清华源里将Ubuntu镜像下载下来（网址：清华源下…...

编程日记 2025/8/14 13:26:14

【IDEA2020】解决开发时遇到的一些问题

目录一、批量更新数据库数据逐条更新 Db.updateEntitiesBatch() 二、Error running，Command line is too long. Shorten command line 报错场景报错分析解决方法一、批量更新数据库数据逐条更新 List<UserModel> ums userMapper.selectListBy…...

编程日记 2025/8/14 13:26:36

基于autoware1.14的实车部署激光雷达循迹，从建图、定位、录制轨迹巡航点、到实车运行。

1.首先安装autoware ，大家可以以下一下博客进行安装，如果缺少库什么的直接问ai安装对应的库就行。ubuntu18.04安装Autoware1.14---GPU版最全环境配置说明_autoware1.14安装教程-CSDN博客安装成功后运行： source install/setup.bash roslau…...

编程日记 2025/8/7 20:39:44

抽象类和接口的区别

1. 定义抽象类：用于描述一类事物的共性接口：用于描述行为。 2. 方法和变量抽象类： 可以有普通方法和抽象方法。可以有普通成员变量和静态常量。接口： JDK 8之前只支持抽象方法，JDK 8后支持默认方法和静态方法…...

编程日记 2025/8/14 11:09:58

自注意力机制self-attention

目录简介： 输入和输出方式： Sequence Labeling： self-attention运作方式： 一：怎么从vector得到b1 二：利用矩阵的方法怎么得到 Multi-head Self-attention： positional encoding&#x…...

编程日记 2025/8/12 16:22:42

《Operating System Concepts》阅读笔记：p735-p737

《Operating System Concepts》学习第 62 天，p735-p737 总结，总计 3 页。一、技术总结 1.distributed system (1)定义 A collection of loosely coupled nodes interconnected by a communication network(一组通过通信网络相互连接的松散耦合节点)…...

编程日记 2025/8/14 1:25:30

2025-04-19 Python 强类型编程

文章目录 1 方法标注1.1 参数与返回值1.2 变参类型1.3 函数类型 2 数据类型2.1 内置类型2.2 复杂数据结构2.3 类别选择2.4 泛型 3 标注方式3.1 注释标注3.2 文件标注 4 特殊情形4.1 前置引用4.2 函数标注扩展4.3 协变与逆变4.4 dataclass 5 高级内容5.1 接口5.2 泛型的协变/逆变…...

编程日记 2025/8/4 4:58:25

RVOS的任务调度优化

12.系统优化–任务调度 12.1 改进任务管理功能在原有基础上进⼀步改进任务管理功能。具体要求：改进 task_create()，提供更多的参数，具体改进后的函数如下所⽰： int task_create(void (*task)(void* param),void *param, uint8…...

编程日记 2025/8/9 13:14:32

【论文阅读20】-CNN-Attention-BiGRU-滑坡预测（2025-03）

这篇论文主要探讨了基于深度学习的滑坡位移预测模型，结合了MT-InSAR（多时相合成孔径雷达干涉测量）观测数据，提出了一种具有可解释性的滑坡位移预测方法。 [1] Zhou C, Ye M, Xia Z, et al. An interpretable attention-based deep…...

编程日记 2025/8/13 13:56:39

图像预处理-图像噪点消除

一.基本介绍噪声：指图像中的一些干扰因素，也可以理解为有那么一些点的像素值与周围的像素值格格不入。常见的噪声类型包括高斯噪声和椒盐噪声。滤波器：也可以叫做卷积核 - 低通滤波器是模糊，高通滤波器是锐化 - 低通滤波器就…...

编程日记 2025/8/5 3:58:30

PP-OCR的安卓端部署

EMO了几天我浪费了几天的生命，去研究PP-OCR的模型微调、从训练模型导出预测模型，结果一个坑接着一个坑，没有善终。找了好多资料，得到一些负面信息，比如说飞浆的团队修复问题不及时啦，代码仓库有好多年不…...

编程日记 2025/8/11 3:11:49

2048小游戏C++板来啦！

个人主页：PingdiGuo_guo 收录专栏：C干货专栏大家好呀，我是PingdiGuo_guo，今天我们来学习如何用C编写一个2048小游戏。文章目录 1.2048的规则 2.步骤实现 2.1: 初始化游戏界面 2.1.1知识点 2.1.2: 创建游戏界面 2.2: 随机…...

编程日记 2025/8/14 7:52:03

研0大模型学习（第四、五天）

学习CSDN教程：VSCode Debug指南但里面貌似主要是针对nodejs的，所以我在 CSDN教程：VSCode调试python程序中学习，刚开始调试报错python版本太低，于是我安装了旧版本的pythondebugger，再把python解释器从原…...

编程日记 2025/8/14 8:30:40

编程规范之整数运算

在表达式中混用有符号数和无符号数时，可能会因隐式转换而导致非预期的结果。因此应尽量在表达式中使用相同符号类型的变量。对于无法使用相同符号类型的场景，应将不同类型的变量显式转换为相同类型，当表达式中的无符号数隐式转换为另一个有…...

编程日记 2025/8/13 17:12:52

【零基础】基于 MATLAB + Gurobi + YALMIP 的优化建模与求解全流程指南

MATLAB Gurobi YALMIP 综合优化教程（进阶） 本教程系统介绍如何在 MATLAB 环境中使用 YALMIP 建模，并通过 Gurobi 求解器高效求解线性、整数及非线性优化问题。适用于工程、运营研究、能源系统等领域的高级优化建模需求。一、工具概览 1.…...

编程日记 2025/8/9 11:47:26

C++17 信号量模拟实现

C17 信号量模拟实现一、实现原理 C17 标准库没有原生信号量(C20才有)，但可以通过 std::mutex std::condition_variable 模拟实现。以下是核心逻辑： #include <mutex> #include <condition_variable>class CountingSemaphore { private:…...

编程日记 2025/8/8 5:47:40

LINUX学习——守护进程的含义及编程实现

实验目的理解守护进程的含义。掌握编程实现守护进程的主要步骤。实验步骤守护进程的含义： 守护进程是运行在后台的一种特殊进程，独立于控制终端，周期性地执行任务或等待处理事件。守护进程通常以 d 结尾，如 httpd、sshd 等。…...

编程日记 2025/8/1 4:12:31

Json 在线格式化 - 加菲工具

Json 在线格式化打开网站加菲工具选择“Json 在线格式化” 或者直接进入 https://www.orcc.top/tools/json 输入Json，点击左上角的“格式化”按钮得到格式化后的结果...

编程日记 2025/8/10 1:39:12

final关键字带来的问题

定义了一个配置类： public class EsignConfig { public static final String EsignOrgId "*****"; // 应用ID public static final String EsignAppId "*****"; // 应用密钥 public static final String EsignAppSecret…...

编程日记 2025/8/8 16:22:00

Flash存储器（一）：接口标准全解析

目录一.接口类型与协议标准二.应用场景 Flash存储器的接口设计直接影响其性能、应用场景及系统集成复杂度。以下从接口类型、协议标准及应用场景三个方面进行系统阐述。一.接口类型与协议标准 Flash接口类型与协议标准序号接口类型协议标准特点1并行接口…...

编程日记 2025/8/8 1:33:32

第18周：对于ResNeXt-50算法的思考

🍨 本文为🔗365天深度学习训练营中的学习记录博客🍖 原作者：K同学啊问题：在上一章代码中是ResNeXt-50的残差单元，问题:如果conv shortcutFalse那么在执行“xAdd0)…“语句时，通道数不一致的&…...

编程日记 2025/8/12 1:48:49

Django 结合 Vue 实现简单管理系统的详解

以下是一个 Django 结合 Vue 实现简单管理系统的详细步骤及示例代码：项目整体架构思路后端：使用 Django 搭建 RESTful API，负责数据的存储和处理。前端：使用 Vue 构建用户界面，通过调用后端 API 实现数据的展示、添加、修改和删除等操作。步骤 1：创建 Django 项目和应…...

编程日记 2025/8/13 19:15:01

ValueError: model.embed_tokens.weight doesn‘t have any device set

ValueError: model.embed_tokens.weight doesn’t have any device set model.embed_tokens.weight 通常在深度学习框架（如 PyTorch）中使用，一般是在处理自然语言处理（NLP）任务时，用于指代模型中词嵌入层（Embedding layer）的权重参数。下面详细解释：词嵌入层的作用 …...

编程日记 2025/8/8 10:54:51

公务员行测之速算分数记忆检验-无答案版本

前言这一篇是根据百分数，默写分数，我发现我看见百分数有点想不到分数速算之百分数记忆检验 50 % \ 50\% 50% 33.3 % \ 33.3\% 33.3% 25 % \ 25\% 25% 20 % \ 20\% 20% 16.7 % \ 16.7\% 16.7% 14.3 % \ 14.3\% 14.3% 12.5 % \ 12.5\% 1…...

编程日记 2025/8/14 4:59:23

大模型面经 | DeepSpeed中ZeRO-1、ZeRO-2和ZeRO-3的区别是什么？

大家好，我是皮先生！！今天给大家分享一些关于大模型面试常见的面试题，希望对大家的面试有所帮助。往期回顾：大模型面经 | 春招、秋招算法面试常考八股文附答案（RAG专题一）大模型面经 | 春招、秋招算法面试常考八股文附答案（RAG专题二）大模型面经 | 春招、秋招算法…...

编程日记 2025/8/11 10:15:36

【Java面试系列】Spring Boot微服务架构下的分布式事务设计与实现详解 - 3-5年Java开发必备知识

【Java面试系列】Spring Boot微服务架构下的分布式事务设计与实现详解 - 3-5年Java开发必备知识引言在微服务架构中，分布式事务是一个不可避免的话题。随着业务复杂度的提升，单体应用逐渐演变为多个微服务，如何保证跨服务的数据一致性成为…...

编程日记 2025/8/1 4:12:16

大语言模型减少幻觉的常见方案

什么是大语言模型的幻觉大语言模型的幻觉（Hallucination）是指模型在生成文本时，输出与输入无关、不符合事实、逻辑错误或完全虚构的内容。这种现象主要源于模型基于概率生成文本的本质，其目标是生成语法合理、上下文连贯的文本&…...

编程日记 2025/8/11 2:43:46

方案解读：虚拟电厂标杆项目整体建设方案【附全文阅读】

在电力市场背景下，传统电力现货市场存在电能定价不合理、分布式电源并网困难等问题。本虚拟电厂标杆项目旨在研究全时间尺度虚拟电厂智能管控关键技术，通过研制虚拟电厂控制器样机、开发运行管理平台，实现对分布式能源的合理优化配置。项目内容涵盖虚拟调控、建设目标、建设…...

编程日记 2025/8/12 13:17:46

shiro使用

shiro是apache提供的一种安全框架。他可以将登录，权限这一方面简单化。使用shiro需要引入 <dependency><groupId>org.apache.shiro</groupId><artifactId>shiro-core</artifactId><version>1.9.0</version></depend…...

编程日记 2025/8/12 14:14:00

Spring Boot日志系统详解：Logback与SLF4J的默认集成

大家好呀！👋 今天我们来聊聊Spring Boot中一个超级重要但又经常被忽视的功能——日志系统！ 一、日志系统的重要性首先，咱们得明白为什么日志这么重要？🤷‍♂️ 想象一下，你正在玩一个超级复…...

编程日记 2025/8/6 5:19:26

基于SpringBoot成绩管理系统设计与实现(源码+文档+部署讲解）

技术范围：SpringBoot、Vue、SSM、HLMT、Jsp、PHP、Nodejs、Python、爬虫、数据可视化、小程序、安卓app、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。主要内容：免费功能设计、开题报告、任务书、中期检查PPT、系统功能实现、代码编写、论文编写和辅导、论文…...

编程日记 2025/8/11 9:28:42

AI象棋 3.0 |AI自动下象棋工具，破译残局，自动帮助下棋，内置视频教程

Ai象棋是一款自动识别棋盘并分析下棋局势的工具，它能够自动化操作，帮助用户学习象棋知识。该软件无限制使用、界面无广告简洁，并提供永久授权。数据库中挑选1到2个即可完全满足使用需求，不必全部下载，解压mt管理器即可…...

编程日记 2025/8/8 14:52:17

刘鑫炜履新共工新闻社新媒体研究院院长，赋能媒体融合新征程

2025年4月18日，大湾区经济网战略媒体共工新闻社正式对外宣布一项重要人事任命：聘任蚂蚁全媒体总编刘鑫炜为新媒体研究院第一任院长。这一举措，无疑是对刘鑫炜在新媒体领域卓越专业能力与突出行业贡献的又一次高度认可，也预示着共工…...

编程日记 2025/8/8 18:06:02

学习型组织与系统思考

真正的学习型组织不是只关注个人的学习，而是关注整个系统的学习。—彼得圣吉在这两年里，越来越多的企业开始询问是否可以将系统思考的内容内化给自己的内训师，进而在公司内部进行教学。我非常理解企业这样做的动机，毕竟内部讲师…...

编程日记 2025/8/2 22:11:48

mysql中优先使用datetime存储时间

基于大模型的问答进行了记录。对为甚timestamp不如datetime好用做了深入了解，再此记录范围广 ‘1000-01-01 00:00:00’ 到 ‘9999-12-31 23:59:59’ 而 timestamp 仅支持’1970-01-01 00:00:01’ 到 ‘2038-01-19 03:14:07’ UTC, 存在2038年问题, 不适合长期存…...

编程日记 2025/8/4 10:56:05