特别篇 ROS2中的C++新特性¶
此篇章对于后续ROS2语法的理解有很重要的帮助，一定仔细理解学习。该笔记是在听完fishros的ROS2书籍课程后总结，示例内容不完全一样，若有不懂，可以观看fishros的B站视频《ROS 2机器人开发从入门到实践》2.5.2用得到的C++新特性
1. 自动类型判断（auto）¶
auto 是一种关键字，允许编译器根据变量的初始值自动推导其类型。在一般的工程中，只有int 、 float 、 char* 等数据类型则体现不出来它的便捷，但是在ROS 2 中普遍存在名称很长的数据类型，比如 ：
C++
auto node = std::make_shared<MiniPublisher>("publisher_cpp_node");
// 此时node的数据类型应该是 std::shared_ptr<MiniPublisher>
// 若不使用auto，则应该写出下面这样，显然会麻烦很多。
std::shared_ptr<MiniPublisher> node = std::make_shared<MiniPublisher>("publisher_cpp_node");
2. 智能共享指针（make_shared）¶
智能共享指针 std::make_shared ，在C++ 11 标准时引入，创建一个对象并返回一个指向该对象的 std::shared_ptr。它简化了动态内存分配的过程，并具有性能和安全性上的优势。
T: 指定的对象类型。
constructor_args...: 传递给对象T的构造函数参数。
后续最经常使用的一个场景就是，在初始化节点对象时：
C++
/*创建一个对象 node
使用 auto 自动判断数据类型
指向 MiniPublisher
传递一个参数，即节点名称
*/
auto node = std::make_shared<MiniPublisher>("publisher_cpp_node");
有对比才有伤害，共享指针与普通指针对比：
C++
#include <iostream>
#include <memory>
int main()
{
// 共享指针
auto p1 = std::make_shared<std::string>("共享指针。");
std::cout << "p1引用计数:" << p1.use_count() << "，p1的地址:"<< p1.get() << std::endl;
auto p2 = p1;
std::cout << "p2引用计数:" << p2.use_count() << "，p2的地址:"<< p2.get() << std::endl;
// 普通指针
int* p3 = new int(3);
int** p4 = &p3;
std::cout <<"p3的地址:"<< &p3 << std::endl;
std::cout <<"p4的地址:"<< &p4 << std::endl;
delete p3; // 释放 p3 指向的内存
p3 = nullptr; // 避免悬挂指针
return 0;
}
// 返回值
/*p1引用计数:1，p1的地址:0x5b4e5e87fec0
p2引用计数:2，p2的地址:0x5b4e5e87fec0
p3的地址:0x7fff273f9fe0
p4的地址:0x7fff273f9fe8*/
普通指针 vs. 共享指针
| 对比点 | 普通指针 | 共享指针 |
|---|---|---|
| 内存管理 | 需要显式调用 delete |
自动管理内存，引用计数为 0 时释放 |
| 共享所有权 | 需要手动管理多个指针的关系 | 支持共享所有权 |
| 异常安全 | 异常时可能导致内存泄漏 | 自动释放内存，无泄漏 |
| 复杂性 | 手动管理容易出错 | 提供更高的代码安全性 |
| 性能 | 更高效，但容易出错 | 稍有性能开销，但更安全 |
| 使用场景 | 适合简单场景 | 适合复杂资源共享场景 |
3. Lamada表达式¶
参数介绍：
capture
- 指定 Lambda 表达式如何捕获外部作用域的变量
-
捕获列表用于定义如何访问外部变量：
[ ]：不捕获任何外部变量。[x]：按值捕获变量x。[&x]：按引用捕获变量x。[=]：按值捕获所有外部变量。[&]：按引用捕获所有外部变量。[this]：捕获当前类的this指针。
parameter_list
- 传递给 Lambda 的参数
return_type
- 返回类型
示例:
C++
int main()
{
// 无捕获
auto add1 = [](int a, int b) -> int
{
return a + b;
};
int sum1 = add1(1, 4);
// 捕获x，y参数
int x = 10, y = 20;
auto add2 = [x, y]() -> int
{
return x + y;
};
int sum2 = add2();
std::cout << "sum1:" << sum1 << "--sum2:" << sum2 << std::endl;
return 0;
}
// out: sum1:5--sum2:30
4. 函数包装器¶
C++
#include <iostream>
#include <functional>
// 自由函数
void file_free_func(const std::string filename)
{
std::cout << "自由函数" << filename << std::endl;
}
class FileSave
{
public:
// 成员函数
void member_func(const std::string filename)
{
std::cout << "成员函数" << filename << std::endl;
}
};
int main()
{
FileSave file_save;
// lamada函数
auto file_lamada_func = [](const std::string &filename) -> void
{
std::cout << "lamada函数" << filename << std::endl;
};
/*原始调用方式
file_free_func("aini.txt");
file_save.member_func("aini.txt");
file_lamada_func("aini.txt");
*/
// 自由函数放进函数包装器
std::function<void(const std::string&)> save1 = file_free_func;
// lamada函数放进函数包装器
std::function<void(const std::string&)> save2 = file_lamada_func;
// 成员函数放进函数包装器
/*关于std::bind参数
1-成员函数，2-对象，3-占位符（根据成员函数需要的参数决定）
*/
std::function<void(const std::string&)> save3 = std::bind(&FileSave::member_func, &file_save, std::placeholders::_1);
// 包装后统一调用方式
save1("aini.txt");
save2("aini.txt");
save3("aini.txt");
return 0;
}
out：