ROS2学习笔记|C++ 实现 ROS 2 订阅与发布功能的完整流程
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创建工作空间和功能包
创建工作空间
打开终端，执行以下命令创建工作空间和 src 目录：
mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws创建功能包
在 src 目录下创建一个新的功能包，这里假设功能包名为 cpp_pubsub，依赖项为 rclcpp 和 std_msgs：
cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_pubsub --dependencies rclcpp std_msgs编写发布者代码
打开发布者代码文件
在 ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/src 目录下创建一个名为 talker.cpp 的文件：
touch ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/src/talker.cpp编写发布者代码
使用文本编辑器打开 talker.cpp 文件，添加以下代码：
#include
#include
using namespace std::chrono_literals;
class Talker : public rclcpp::Node
{
public:
Talker() : Node("talker")
{
// 创建发布者，发布 std_msgs::msg::String 类型的消息到 'topic' 话题，队列大小为 10
publisher_ = this->create_publisher("topic", 10);
// 创建定时器，每 500 毫秒触发一次，调用 timer_callback 函数
timer_ = this->create_wall_timer(
500ms, std::bind(&Talker::timer_callback, this));
}
private:
void timer_callback()
{
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);
}
rclcpp::Publisher::SharedPtr publisher_;
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
size_t count_ = 0;
};
int main(int argc, char * argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
} 这段代码创建了一个名为 talker 的节点，它会每 500 毫秒发布一条消息到 topic 话题。
编写订阅者代码
打开订阅者代码文件
在 ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/src 目录下创建一个名为 listener.cpp 的文件：
touch ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/src/listener.cpp编写订阅者代码
使用文本编辑器打开 listener.cpp 文件，添加以下代码：
#include
#include
class Listener : public rclcpp::Node
{
public:
Listener() : Node("listener")
{
// 创建订阅者，订阅 'topic' 话题的 std_msgs::msg::String 类型消息，队列大小为 10
subscription_ = this->create_subscription(
"topic", 10, std::bind(&Listener::topic_callback, this, std::placeholders::_1));
}
private:
void topic_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg) const
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "I heard: '%s'", msg->data.c_str());
}
rclcpp::Subscription::SharedPtr subscription_;
};
int main(int argc, char * argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
} 这段代码创建了一个名为 listener 的节点，它会订阅 topic 话题，并在接收到消息时打印消息内容。
配置 CMakeLists.txt 文件
打开 ~/ros2_ws/src/cpp_pubsub/CMakeLists.txt 文件，添加以下内容：
add_executable(talker src/talker.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)
add_executable(listener src/listener.cpp)
ament_target_dependencies(listener rclcpp std_msgs)
install(TARGETS
talker
listener
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})这些配置用于编译 talker.cpp 和 listener.cpp 文件，并将生成的可执行文件安装到指定目录。
再补充一下具体解释
- 作用：
这行代码是 CMake 指令，其功能是告知 CMake 要把add_executable(talker src/talker.cpp)src/talker.cpp文件编译成一个可执行文件，并且将这个可执行文件命名为talker。在 ROS 2 的 C++ 功能包开发里，每个节点的代码一般都要编译成可执行文件，这样才能在 ROS 2 环境中运行。- 原因：在 ROS 2 中，节点是运行的基本单元，为了让节点能够运行，需要把节点的源代码编译成可执行文件。
add_executable指令就负责完成这个编译任务。
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)
- 作用：这是
ament_cmake提供的指令，它的作用是为talker可执行文件添加依赖项。这里的依赖项是rclcpp和std_msgs。rclcpp是 ROS 2 的 C++ 客户端库，节点要与 ROS 2 系统进行交互（像发布和订阅消息）就需要用到它；std_msgs则是 ROS 2 提供的标准消息类型库，在节点代码里可能会使用到其中定义的消息类型（例如std_msgs::msg::String）。- 原因：在编译节点代码时，编译器需要知道这些依赖库的位置和相关信息，
ament_target_dependencies指令会自动处理这些依赖关系，确保编译器能够找到并正确链接这些库。
install(TARGETS talker listener DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})
- 作用：这行代码是 CMake 的
install指令，其目的是在编译完成后，将talker和listener这两个可执行文件安装到指定的目录。DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}表示安装到lib目录下以功能包名称命名的子目录中。在 ROS 2 里，这样做可以让这些可执行文件在系统中被正确地找到和运行。- 原因：安装可执行文件到指定目录是为了方便管理和使用。当使用
ros2 run命令来运行节点时，ROS 2 会从指定的安装目录中查找可执行文件。如果不进行安装操作，就无法直接使用ros2 run命令来运行节点。
编译工作空间
在 ~/ros2_ws 目录下执行以下命令编译工作空间：
cd ~/ros2_ws
colcon build运行节点
设置环境变量
注意：每次打开新的终端运行节点前，都需要设置环境变量：
source install/setup.bash运行发布者节点
打开一个新终端，运行发布者节点：
ros2 run cpp_pubsub talker运行订阅者节点
再打开一个新终端，运行订阅者节点：
ros2 run cpp_pubsub listener此时，你会看到发布者节点每隔 500 毫秒发布一条消息，订阅者节点会接收到这些消息并打印出来。