抽象工厂模式及其在自动驾驶中的应用举例(c++代码实现)

最新推荐文章于 2025-12-03 23:23:36 发布

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#c++ #笔记 #设计模式 #经验分享

模式定义

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种创建型设计模式，用于封装一组具有共同主题的独立对象创建过程。该模式通过提供统一接口创建相关对象家族，而无需指定具体实现类，特别适合需要保证系统组件兼容性的自动驾驶硬件平台适配场景。

自动驾驶应用场景

在自动驾驶硬件集成中常见的应用场景：

多传感器套件适配：兼容不同厂商的LiDAR+Camera+Radar组合
硬件平台移植：适配不同计算平台（NVIDIA vs 华为MDC）
仿真系统切换：切换真实硬件与仿真传感器组件

本文以自动驾驶计算平台适配为例进行实现。

C++代码实现（含详细注释）

#include <iostream>
#include <memory>

// ---------------------------- 抽象产品体系 ----------------------------
// 计算单元接口
class IComputeUnit {
   
   
public:
    virtual ~IComputeUnit() = default;
    virtual void processSensorData() = 0;
    virtual float getProcessingPower() const = 0;
};

// 内存管理接口
class IMemoryManager {
   
   
public:
    virtual ~IMemoryManager() = default;
    virtual void allocate(size_t size) = 0;
    virtual void release() = 0;
};

// 硬件加速接口
class IHardwareAccelerator {
   
   
public:
    virtual ~IHardwareAccelerator() = default;
    virtual void accelerateAI() = 0;
};

// ---------------------------- 具体产品实现（NVIDIA平台）---------------
class NvidiaGPU : public IComputeUnit {
   
   
public:
    void processSensorData() override {
   
   
        std::cout << "[NVIDIA] CUDA加速处理传感器数据" << std::endl;
    }

    float getProcessingPower() const override {
   
   
        return 32.8f;  // TFLOPS
    }
};

class NvidiaMemory : public IMemoryManager {
   
   
public:
    void allocate(size_t size) override {
   
   
        std::cout << "[NVIDIA] 使用CUDA统一内存分配" << size