ROS2 入门应用 发布和订阅（C++）

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1. 创建功能包

在《ROS2 入门应用 工作空间》中已创建和加载了ros2_ws工作空间
在《ROS2 入门应用 元功能包（C++）》中已创建和加载了my_package功能包
那么就创建一个独立的cpp_pubsub功能包来做话题发布和订阅的功能

cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_pubsub

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2. 创建源文件

进入cpp_pubsub功能包的src文件夹

cd ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/src

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2.1. 话题发布

新建publisher_member_function.cpp话题发布源文件

nano publisher_member_function.cpp

复制 ROS2 官方例程 的内容到文件中：

#include <chrono>
#include <functional>
#include <memory>
#include <string>#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"/* 方便表示时间 */
using namespace std::chrono_literals;/* This example creates a subclass of Node and uses std::bind() to register a
* member function as a callback from the timer. *//* 继承rclcpp:: node创建节点类MinimalPublisher */
class MinimalPublisher : public rclcpp::Node
{public:/* 公共构造函数将节点命名为minimal_publisher，并将count_初始化为0 */MinimalPublisher(): Node("minimal_publisher"), count_(0){/* 初始化发布者publisher_ ，使用String消息类型、主题名称topic和在发生备份时限制消息所需的队列大小10 */publisher_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("topic", 10);/* 初始化timer_，设置timer_callback函数每500ms执行一次 */timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&MinimalPublisher::timer_callback, this));}private:/* 定义定时器回调函数 */void timer_callback(){/* 打印并发布字符串信息 */auto message = std_msgs::msg::String();message.data = "Hello, world: " + std::to_string(count_++);RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing: '%s'", message.data.c_str());publisher_->publish(message);}/* 计时器、发布者和计数器字段的声明 */rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr publisher_;size_t count_;
};int main(int argc, char * argv[])
{/* 初始化ROS2 */rclcpp::init(argc, argv);/* 运行节点MinimalPublisher */rclcpp::spin(std::make_shared<MinimalPublisher>());/* 退出ROS2 */rclcpp::shutdown();return 0;
}

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2.2. 话题订阅

新建subscriber_member_function.cpp话题订阅源文件

nano subscriber_member_function.cpp

复制 ROS2 官方例程 的内容到文件中：

#include <memory>#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"/* 占位符，代替回调函数中的第一个参数 */
using std::placeholders::_1;/* 继承rclcpp:: node创建节点类MinimalSubscriber */
class MinimalSubscriber : public rclcpp::Node
{public:/* 公共构造函数将节点命名为minimal_subscriber */MinimalSubscriber(): Node("minimal_subscriber"){/* 初始化订阅者subscription_  ，使用String消息类型、主题名称topic和在发生备份时限制消息所需的队列大小10，订阅话题回调函数topic_callback */subscription_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>("topic", 10, std::bind(&MinimalSubscriber::topic_callback, this, _1));}private:/* 定义订阅话题回调函数 */void topic_callback(const std_msgs::msg::String & msg) const{/* 打印话题消息的字符串信息 */RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "I heard: '%s'", msg.data.c_str());}/* 订阅者字段的声明 */rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscription_;
};int main(int argc, char * argv[])
{/* 初始化ROS2 */rclcpp::init(argc, argv);/* 运行节点MinimalSubscriber*/rclcpp::spin(std::make_shared<MinimalSubscriber>());/* 退出ROS2 */rclcpp::shutdown();return 0;
}

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3. 添加依赖关系

在package.xml清单文件中
找到<buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>依赖项，在其下面添加源文件所需的依赖（depend）：

<depend>rclcpp</depend>
<depend>std_msgs</depend>

这声明了功能包在执行代码时需要rclcpp和std_msgs

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4. 添加编译信息

在CMakeLists.txt编译文件中

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4.1. 添加搜索库

首先，找到find_package(ament_cmake REQUIRED)依赖项，在其下面添加搜索源文件所需（REQUIRED）的库：

find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

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4.2. 增加可执行文件

然后，再增加可执行文件，
src/publisher_member_function.cpp命名为talker可执行文件，
src/subscriber_member_function.cpp命名为listener可执行文件，
并添加目标依赖关系：

add_executable(talker src/publisher_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)add_executable(listener src/subscriber_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(listener rclcpp std_msgs)

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4.3. 增加可执行文件位置

最后，增加可执行文件位置，这样ROS2就可以找到现在的可执行文件：

install(TARGETStalkerlistener DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

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5. 编译和运行

进入工作空间根目录

cd ~/ros2_ws

在编译之前检查缺失的依赖项（可跳过）：

rosdep install -i --from-path src --rosdistro humble -y

编译：

colcon build --packages-select cpp_pubsub

打开一个新终端，运行话题发布节点：

ros2 run cpp_pubsub talker# [INFO] [minimal_publisher]: Publishing: 'Hello World: 0'
# [INFO] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 1"
# [INFO] [minimal_publisher]: Publishing: 'Hello World: 2'

打开一个新终端，运行话题订阅节点：

ros2 run cpp_pubsub listener# [INFO] [minimal_subscriber]: I heard: 'Hello World: 11'
# [INFO] [minimal_subscriber]: I heard: 'Hello World: 12'
# [INFO] [minimal_subscriber]: I heard: 'Hello World: 13'

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谢谢