ROS2学习 C++中的this指针

大志若愚YYZ2026-01-16 13:48
复制代码 
/*
需求：订阅发布方发布的消息，并在终端输出
流程：
1.包含头文件
2.初始化Ros2客户端
3.定义节点类
3-1.创建订阅方
3-2.处理接收到的消息
4.调用spin函数，并且传入节点对象指针
5.释放资源
*/

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
using namespace std::placeholders;
class Listener : public rclcpp::Node
{
public:
    Listener() : Node("Listener_node")
    {
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Listener_node节点创建");
        //3-1.创建订阅方
        //create_subscription(话题名，Qos服务质量，回调函数)
        /*
            模板：消息类型
            参数：
                1.话题名称：与发布方保持一致
                2.Qos服务质量：10
                3.回调函数：处理接收到的消息
                    std::bind(函数指针，类对象指针，_1表示占位符，表示接收的消息)
            返回值：订阅对象指针
        */
        subscription_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>("cpp01_pubtopic", 10,
        std::bind(&Listener::subtopic_callback, this, std::placeholders::_1));
        //std::bind(...) → 绑定 "消息回调函数"，意思是：当订阅器收到该话题的消息时，自动调用 subtopic_callback 函数处理消息。
    }
private:
    //3-2.处理接收到的消息，解析并输出回去
    /*
    msg 是回调函数的参数，它是 ROS2 底层在收到发布方消息后，自动创建的 std_msgs::msg::String 类型智能指针对象；当发布方发送一条消息，ROS2 会：
    在内存中创建一个 std_msgs::msg::String 对象，把发布的字符串数据存到这个对象的 data 成员里；把这个对象封装成 SharedPtr（智能指针），作为参数传给你绑定的 subtopic_callback 函数；
    你在回调函数里通过 msg->data 访问的，就是这部分临时创建的消息数据。
    */
    void subtopic_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg) const
    {
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "接收到的消息：'%s'", msg->data.c_str());
    }
    rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscription_;
};
int main(int argc, char * argv[])
{
  //2.初始化Ros2客户端
  rclcpp::init(argc, argv);
  //4.调用spin函数，并且传入节点对象指针
  rclcpp::spin(std::make_shared<Listener>());
  //5.释放资源
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

this 不是指 Listener 这个类本身，而是指当前正在创建 / 运行的 Listener 类的实例对象 （节点对象）。

1. 先理清核心概念：类 vs 实例对象

  • Listener 类（静态的） ：你可以把它理解成一个 "设计图纸"，定义了节点该有什么属性（比如 subscription_）、什么方法（比如构造函数、subtopic_callback），但图纸本身不能干活；
  • Listener 实例对象（动态的） ：当执行 std::make_shared<Listener>() 时，会根据 "图纸" 创建一个具体的 "实物"（节点对象），这个实物才是真正能运行、能订阅消息的主体；
  • this ：它是 C++ 给每个类的非静态成员函数自动提供的隐含指针，指向 "当前正在调用这个函数的实例对象"。

2. 结合代码看 this 的指向

场景 1：构造函数中的 this
复制代码 
Listener() : Node("Listener_node")
{
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Listener_node节点创建");
    subscription_ = this->create_subscription<...>(...);
}

当你创建 Listener 实例（std::make_shared<Listener>()）时，会调用这个构造函数：

  • 此时 this 指向的是刚创建的这个 Listener 节点对象 （比如这个对象在内存中有个地址 0x123456，this 就等于这个地址）；
  • this->get_logger()：通过这个对象的指针，调用它继承自 rclcpp::Node 的 get_logger() 方法；
  • this->create_subscription：同理，调用这个节点对象的 create_subscription 方法，创建的订阅器属于这个节点对象。
场景 2：std::bind 中的 this
复制代码 
std::bind(&Listener::subtopic_callback, this, std::placeholders::_1)

这里把 this 传给 std::bind，目的是告诉 ROS2："当触发 subtopic_callback 回调函数时，要调用这个 Listener 实例对象 的 subtopic_callback 方法，而不是其他对象的。"

场景 3：回调函数中的 this（补充）

如果回调函数不是 const，你甚至可以通过 this 访问 / 修改节点对象的成员变量，比如：

复制代码 
// 假设类里加一个成员变量
std::string last_msg_;

void subtopic_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg)
{
    this->last_msg_ = msg->data; // this 指向当前Listener实例，把消息存到实例的成员变量里
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "接收到的消息：'%s'", msg->data.c_str());
}

总结

  1. this 不是指 Listener 类（图纸），而是指 Listener 类的具体实例对象（根据图纸造出来的节点实物）；
  2. 每个 Listener 实例都有自己的 this 指针，指向自身；
  3. 代码中所有的 this，最终都指向你通过 std::make_shared<Listener>() 创建的那个唯一的订阅节点对象。

简单记：类是模板，对象是实例，this 指向当前实例。

先肯定你的核心结论

没错！你说的 "this 指向正在运行中的实例类（运行实例）"，本质就是：

  • 静态的 Listener 类：是代码层面的 "模板 / 定义"，不占用内存、不执行逻辑，只是规定了节点该有什么能力；
  • 动态的实例对象 ：是程序运行时根据模板创建的 "实体"，占用内存、有自己的状态（比如 subscription_ 订阅器），能真正和 ROS2 通信；
  • this：就是这个 "动态运行实例" 的 "自我指针"------ 它只在程序运行时存在，指向当前正在干活的那个具体实例，而非静态的类模板。

用更通俗的类比强化理解

可以把这个关系想象成：

概念 类比 特点
Listener 类 汽车的设计图纸 静态、只定义、不运行
Listener 实例对象 按图纸造出来的具体一辆汽车 动态、占用空间、能行驶
this 这辆汽车的 "自我定位器" 只属于这辆车，指向自己
  • 图纸（类）不会自己开，但造出来的汽车（实例）可以；
  • 汽车的 "自我定位器"（this）只指向正在开的这辆车，而不是指向图纸；
  • 就像你代码里的 this->create_subscription，是 "这辆汽车"（实例）调用了 "创建订阅器" 的功能，而不是 "图纸" 调用。

补充一个关键细节（帮你避坑）

正因为 this 指向 "运行中的实例"，所以它只能在类的非静态成员函数中使用：

  • 静态成员函数属于 "类"（图纸），不属于某个实例（汽车），所以静态函数里没有 this；
  • 非静态成员函数（比如构造函数、subtopic_callback）属于 "实例"（汽车），所以才有 this 指针。

一、先学 "一眼区分"：看函数定义时有没有 static 关键字

这是最直接的判断方法，没有任何模糊空间：

1. 非静态成员函数（默认都是）

定义时没有 static 关键字，是类的 "普通成员函数"，也是你代码里最常见的类型：

复制代码 
// 示例：非静态成员函数（无static）
class Listener : public rclcpp::Node
{
public:
    // 构造函数（天生非静态，永远不能加static）
    Listener() : Node("Listener_node") {}

    // 普通非静态成员函数（无static）
    void do_something() {}

private:
    // 回调函数（无static，非静态）
    void subtopic_callback(...) const {}
};
2. 静态成员函数

定义时必须加 static 关键字，属于 "类本身" 而非实例：

复制代码 
class Listener : public rclcpp::Node
{
public:
    // 静态成员函数（有static）
    static void print_info() {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("static_logger"), "这是静态函数");
    }
};

二、结合你的 ROS2 代码：非静态成员函数有哪些？

在你写的 Listener 类中，所有函数都是非静态成员函数，典型的有：

1. 构造函数（天生非静态）
复制代码 
Listener() : Node("Listener_node") { ... }
  • 构造函数的作用是创建类的实例，本身就和 "具体实例" 绑定，所以永远不能加 static，必然是非静态；
  • 这里的 this 指向正在被创建的 Listener 实例。
2. 回调函数 subtopic_callback（非静态）
复制代码 
void subtopic_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg) const { ... }
  • 虽然加了 const（表示函数不修改实例成员），但没有 static，所以还是非静态；
  • 函数里的 this->get_logger() 能正常调用，就是因为 this 指向当前实例。
3. 继承自 rclcpp::Node 的成员函数（都是非静态）

比如你用到的：

  • this->get_logger()：获取当前节点实例的日志器；
  • this->create_subscription()：为当前节点实例创建订阅器；
  • 还有 this->get_name()（获取节点名）、this->publish()（发布消息）等，都是非静态成员函数，必须通过实例（this）调用。

三、核心差异：静态 vs 非静态成员函数（表格更清晰）

特性 非静态成员函数 静态成员函数
关键字 无 static 必须加 static
所属对象 属于类的实例（每个实例独有） 属于类本身（所有实例共享）
this 指针 有（指向当前调用的实例） 无（因为不绑定具体实例）
调用方式 必须通过实例调用（obj.func() 或 this->func()） 可通过类名调用（类名::func()）或实例调用
访问成员 可访问静态 / 非静态成员（通过 this） 只能访问静态成员（无 this，无法访问非静态）
举个对比例子（结合你的 ROS2 场景）：
复制代码 
class Listener : public rclcpp::Node
{
public:
    Listener() : Node("Listener_node") {
        // 非静态函数：通过this调用（指向当前实例）
        this->get_logger(); 
        // 静态函数：通过类名调用（无需实例）
        Listener::print_info();
    }

    // 静态成员函数
    static void print_info() {
        // 错误：静态函数无this，不能调用非静态成员/函数
        // this->get_logger(); 
        // 正确：只能访问静态成员或全局内容
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("static_logger"), "静态函数调用");
    }

private:
    // 非静态回调函数（有this）
    void subtopic_callback(...) const {
        // 正确：非静态函数有this，可调用节点的非静态方法
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "收到消息");
    }

    // 非静态成员变量（实例独有）
    std::string node_info_;
    // 静态成员变量（类共享）
    static int count_;
};

// 静态成员变量需要类外初始化
int Listener::count_ = 0;
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