ROS方向第二次汇报（4）
文章目录
- 1.本方向内学习内容:
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- 1.1.ROS文件系统:
- 1.2.ROS文件命令：
- 1.3.发布订阅模型案例的实现：
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- 1.3.1.编写发布方实现：
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- 重点语法、接口等的复现与记忆以及一些注意事项：
- 1.3.2.编写订阅方实现：
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- 重点语法、接口等的复现与记忆以及一些注意事项：
- 2.本方向外学习内容:
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- 2.1.继承
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- 2.1.1.继承的概念：
- 2.1.2. 继承的语法：
- 2.1.3.父类成员访问：
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- 2.1.3.1 子类中访问父类的成员变量：
- 2.1.3.2 子类中访问父类的成员方法：
- 2.1.4.子类构造方法：
- 2.1.5. super和this:
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- 相同点：
- 不同点：
- 2.1.6.final关键字：
- 2.2.组合：
1.本方向内学习内容:
1.1.ROS文件系统:
在package2目录下还可以添加action、config目录。
CMakeLists.txt和package.xml为配置文件。
1.2.ROS文件命令：
增：
catkin_create_pkg <自定义包名> <依赖包1> <依赖包2> <...> ===创建新的ROS功能包
sudo apt install xxx === 安装ROS功能包
删：
sudo apt purge xxx ====删除某个功能包
查：
rospack list ==列出所有功能包
rospack find 包名 ===查找某个功能包是否存在，如果存在返回安装路径（需要配置环境变量）
roscd 包名 ===进入某个功能包
rosls 包名 ===列出某个包下的文件
apt search xxx ===搜索某个功能
改：
rosed 包名 文件名 ===修改功能包中某文件内容
（需要安装vim）
1.3.发布订阅模型案例的实现：
1.3.1.编写发布方实现：
#! /usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String
"""
使用python 实现消息发布：
1.导包；
2.初始化ROS节点；
3.创建发布者对象；
4.编写发布逻辑并发布数据。
"""
if __name__=="__main__":
rospy.init_node("jj_pub")#初始化ROS节点
pub=rospy.Publisher("car",String,queue_size=10)#实例化发布者对象 (queue_size为等待数据最大长度，多了就会被删除)
# 4.编写发布逻辑并发布数据
#创建数据(不赋值)
msg=String()
#指定发布频率
rate=rospy.Rate(1)
#设置计数器
count=0
#使用循环发布数据
while not rospy.is_shutdown():
count+=1
msg.data="hello mv "+str(count)
#发布数据
pub.publish(msg)
rospy.loginfo("这是日志输出（lgif），发布的数据是:%s",msg.data)
rate.sleep()
注意：在编写完代码后不要忘记添加可执行权限（chmod）并配置功能包中的CmakeLists。（打开终端设置环境变量）
发布方节点启动成功：
查看某话题中发布的信息：
rostopic echo <话题名># 这里是car
成功拿到话题发布的消息，说明发布者节点成功。
重点语法、接口等的复现与记忆以及一些注意事项：
1.本例使用的String是ros中定义的数据类，所以需要导入std_msgs.msg包。
2.声明解释器使用：#! /usr/bin/env python。
3.初始化ros节点使用：rospy.init_node("节点名")。
4.实例化发布者（Publisher）对象使用：pub=rospy.Publisher("话题名"，数据类，队列长度（queue_size）,...)目前只使用这三个参数，后续也可以通过参数名=的方式直接设置。
5.msg是String类的一个实例化对象，msg中的data成员变量相当于一个字符串（str）类数据，千万不要把msg当做字符串。实例化对象的时候不需要传递任何参数，msg=String()即可。
6.ros中的睡眠功能（sleep）在class Rate类中，实例化的时候需要传入一个参数，表示频率（hz）(每秒执行的次数)，如：rate=rospy.Rate(1),表示每秒一次。以已设置好的频率执行休眠操作rate.sleep()。
7.判断节点是否关闭使用rospy包里的is_shutdown()方法，这也是循环判断条件。
8.要在字符串后追加数字，要使用str(),例如：msg.data="hello mv "+str(count)，数字会转化为字符串。
9.发布数据使用pub.publish(消息对象)，这里是pub.publish(msg),或者里面放一个字符串也可以 ，经本人测试，（）内可为常量字符串，可为消息对象，可为消息数据内容（三者都可）。
光标移至方法上，能看到具体的解释。
10.打印日志使用rospy.loginfo("具体内容（可加格式修饰符）",参数1,参数2...)。
1.3.2.编写订阅方实现：
#! usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String
"""
订阅实现流程：
1.导包
2.初始化ros节点
3.创建订阅者对象
4.回调函数处理数据
5.spin()
"""
def doMsg(msg):#回调函数
rospy.loginfo("我订阅的数据是%s",msg.data)
if __name__=="__main__":
rospy.init_node("mv")#初始化ros节点
sub=rospy.Subscriber("car",String,doMsg,queue_size=10)#实例化订阅者对象
rospy.spin()#循环执行回调函数
编写完成后编译，添加可执行权限，配置CmakeLists.txt。
然后运行，话题通讯成功实现。
重点语法、接口等的复现与记忆以及一些注意事项：
1.实例化订阅者对象时，使用rospy.Subscriber(),本例中需要传入"话题名"，数据类，回调函数（需自己定义），queue_size=x(队列长度)，这四个参数。例如sub=rospy.Subscriber("car",String,doMsg,queue_size=10)
2.创建回调函数时注意参数是msg，在通过话题关联成功后，ros会自动传入msg参数，而不需要手动传入。拿到的发布者发布的消息也会保存到回调函数的参数中，所以**代码的算法实现需要在回调函数中完成。**例如：def doMsg(msg):#回调函数 rospy.loginfo("我订阅的数据是%s",msg.data)
3.循环执行回调函数，使用rospy.spin()不加参数。（容易遗漏）
2.本方向外学习内容:
2.1.继承
2.1.1.继承的概念：
继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。
例如：狗和猫都是动物，那么我们就可以将共性的内容进行抽取，然后采用继承的思想来达到共用。
上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中成员，子类在实现时只需关心自己新增加的成员即可。
2.1.2. 继承的语法：
在Java中如果要表示类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：
修饰符 class 子类 extends 父类 {
// ...
}
注意：
- 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中
- 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了
2.1.3.父类成员访问：
2.1.3.1 子类中访问父类的成员变量：
1.子类和父类不存在同名成员变量：
public class Base {
int a;
int b;
}
public class Derived extends Base{
int c;
public void method(){
a = 10; // 访问从父类中继承下来的a
b = 20; // 访问从父类中继承下来的b
c = 30; // 访问子类自己的c
}
}
注：在a、b前面加上super.，在c前面加上this.这样可以使代码可读性更强，不写则更简洁。
2. 子类和父类成员变量同名：
public class Base {
int a;
int b;
int c;
}
/
public class Derived extends Base{
int a; // 与父类中成员a同名，且类型相同
char b; // 与父类中成员b同名，但类型不同
public void method(){
a = 100; // 访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？
b = 101; // 访问父类继承的b，还是子类自己新增的b?
c = 102; // 子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c
// d = 103; // 编译失败，因为父类和子类都没有定义成员变量b
}
}
在子类方法中 或者 通过子类对象访问成员时遵循以下规则：
1.如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
2.如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。
3.如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。
成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找。
2.1.3.2 子类中访问父类的成员方法：
- 成员方法名字不同：
public class Base {
public void methodA(){
System.out.println("Base中的methodA()");
}
}
public class Derived extends Base{
public void methodB(){
System.out.println("Derived中的methodB()方法");
}
public void methodC(){
methodB(); // 访问子类自己的methodB()
methodA(); // 访问父类继承的methodA()
// methodD(); // 编译失败，在整个继承体系中没有发现方法methodD()
}
}
总结：成员方法没有同名时，在子类方法中或者通过子类对象访问方法时，则优先访问自己的，自己没有时再到父类中找，如果父类中也没有则报错。
2. 成员方法名字相同：
public class Base {
public void methodA(){
System.out.println("Base中的methodA()");
}
public void methodB(){
System.out.println("Base中的methodB()");
}
}
public class Derived extends Base{
public void methodA(int a) {
System.out.println("Derived中的method(int)方法");
}
public void methodB(){
System.out.println("Derived中的methodB()方法");
}
public void methodC(){
methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)
methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodB()，基类的无法访问到
}
}
通过子类对象访问父类与子类中不同名方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则在父类中找，找到则访问，否则编译报错。
通过派生类对象访问父类与子类同名方法时，如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错。
2.1.4.子类构造方法：
先有父，再有子。子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后执行子类构造方法。（父类先完成初始化）
public class Base {
public Base(){
System.out.println("Base()");
}
public class Derived extends Base{
public Derived(){
// super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
// 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
// 并且只能出现一次
System.out.println("Derived()");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Derived d = new Derived();
}
}
结果打印：
Base()
Derived()
在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法，因为：子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父子父子肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，先要调用基类的构造方法，将从基类继承下来的成员构造完整，然后再调用子类自己的构造方法，将子类自己新增加的成员初始化完整 。
注意：
- 若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用基类构
造方法 - 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的
父类构造方法调用，否则编译失败。 - 在子类构造方法中，super(…)调用父类构造时，必须是子类构造函数中第一条语句。
- super(…)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this(…)同时出现
2.1.5. super和this:
相同点：
- 都是Java中的关键字。
- 只能在类的非静态方法中使用，（因为这两个关键字是在实例化对象时起作用，而类在加载时不会调用静态static方法），用来访问非静态成员方法和字段。
- 在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在。
不同点：
this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象中从父类继承下来部分成员的引用。
- 在非静态成员方法中，
this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性 - 在构造方法中：
this(...)用于调用本类构造方法，super(...)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现 - 构造方法中一定会存在
super(...)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(...)用户不写则没有
2.1.6.final关键字：
final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。
- 修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)
final int a = 10; a = 20; // 编译出错 - 修饰类：表示此类不能被继承
final public class Animal {
...
}
public class Bird extends Animal {
...
}
编译出错。
我们平时使用的 String 字符串类, 就是用 final 修饰的, 不能被继承.
2.2.组合：
和继承类似, 组合也是一种表达类之间关系的方式, 也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法(诸如 extends 这样的关键字), 仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。
继承表示对象之间是is-a的关系，比如：狗是动物，猫是动物
组合表示对象之间是has-a的关系，比如：汽车
汽车和其轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系就应该是组合，因为汽车是有这些部件组成的。
// 轮胎类
class Tire{
// ...
}
// 发动机类
class Engine{
// ...
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{
// ...
}
class Car{
private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法
private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法
private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法
// ...
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
// 将汽车中包含的：轮胎、发送机、车载系统全部继承下来
}
组合和继承都可以实现代码复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。