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。

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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。

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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