零散记录，ros实际开发中需要考虑的点

一.接口的抽象以及封装

比如说对电机驱动进行抽象。在多场景下，如果要驱动很多电机多种电机：大疆电机、小米电机、步进电机、伺服电机...但希望不管是什么种类的电机，都要驱动，那就要统一接口。

c++ 复制代码

class MotorDriver {
public:
    // 工厂模式创建不同类型电机
    static std::shared_ptr<MotorDriver> create_motor(...);
    
    // 纯虚函数定义统一接口
    virtual void init_motor() = 0;
    virtual void motor_mit_cmd(float f_p, float f_v, float f_kp, float f_kd, float f_t) = 0;
    virtual float get_motor_pos() = 0;
    // ...
};

virtual：虚函数 → 允许子类重写

= 0 ：纯虚函数 → 父类不实现，子类必须实现

拥有纯虚函数的类叫 抽象类 ，不能直接创建对象

arduino 复制代码

#ifndef MOTOR_DRIVER_HPP 
#define MOTOR_DRIVER_HPP
#include <memory>
// 抽象基类：统一所有电机接口
class MotorDriver { 
   public: // 电机类型枚举 enum class MotorType { STEPPER, SERVO }; 
   // 工厂方法：创建对应电机
    static std::shared_ptr<MotorDriver> create_motor(MotorType type); //
//纯虚函数：统一接口 ==========
    virtual void init_motor() = 0; 
    virtual void motor_mit_cmd(float f_p, float f_v, float f_kp, float f_kd, float f_t) = 0;       virtual float get_motor_pos() = 0;
// 多态必须虚析构 
    virtual ~MotorDriver() = default; 
 }; 
// 步进电机子类
class StepperMotor : public MotorDriver 
      { public: void init_motor() override; 
         void motor_mit_cmd(float f_p, float f_v, float f_kp, float f_kd, float f_t) override;          float get_motor_pos() override; }; 
         // 伺服电机子类 
 class ServoMotor :  public MotorDriver {//继承
       public: void init_motor() override;//重写虚函数
       void motor_mit_cmd(float f_p, float f_v, float f_kp, float f_kd, float f_t) override;          float get_motor_pos() override; };
    #endif

记住子类重写override，重新实现这个函数功能。父类不实现功能，只定义接口。

二. this指针的使用

this 指针是隐含在每个非静态成员函数中的指针，指向调用该函数的对象。 this指针的作用

//c++ 复制代码

health = this->health_;    // 访问成员变量
info = this->info_;        // 访问成员变量
ans = this->createThread(); // 调用成员函数

为什么需要this指针？ 当局部变量名与成员变量名冲突时，this指针优先要类的成员变量。

arduino 复制代码

class ImgDecode {
    int width;  // 成员变量
    
    void setWidth(int width) {  // 参数width = 局部变量
        this->width = width;    // this->width = 成员变量
    }
};

三. 工厂模式下的静态成员函数

js 复制代码

class LidarFactory {
public:
    // 静态成员函数：不需要创建对象就能调用
    static std::unique_ptr<LidarInterface> createLidar(LidarType type);
    static std::unique_ptr<LidarInterface> createLidar(const std::string& type_str);
    static bool isSupported(LidarType type);
    static std::vector<std::string> getSupportedTypes();
};

调用静态成员函数

js 复制代码

// 不需要创建 LidarFactory 对象，直接类名::调用
auto lidar = LidarFactory::createLidar("ydlidar");

注意：在这里，使用 unique_ptr 是为了防止内存泄漏。原始指针需要手动 delete，如果中途函数返回或抛出异常，delete 不会执行，就会导致内存泄漏。而 unique_ptr 是智能指针，在析构时会自动释放内存，非常安全。另外， unique_ptr 是独占所有权，不需要引用计数，性能也很好。因为雷达对象只需要一个拥有者。 shared_ptr 的引用计数机制有额外的性能开销，而且在多线程环境下需要原子操作保证计数正确。使用 unique_ptr 更轻量，且语义更清晰------明确表示只有一个拥有者。

arduino 复制代码

class YdLidarNodeV2 {
private:
  std::unique_ptr<LidarInterface> lidar_;  // 成员变量

public:
  bool initialize() {
    // 使用工厂创建雷达（自动管理内存）
    lidar_ = LidarFactory::createLidar("ydlidar");
    
    if (!lidar_) return false;
    
    // 调用多态方法
    lidar_->initialize(config);
    return true;
  }
  
  ~YdLidarNodeV2() {
    // 不需要手动 delete！
    // unique_ptr 析构时自动释放内存
  }
};

四.指针解引用

看代码时注意：遇到 -> 和 * 就想"这是解引用，在访问指针指向的内容"
记住口诀：
ptr = 指针（地址）
*ptr = 指针指向的内容（解引用）
ptr->member = 访问结构体成员（等价于 (*ptr).member
指针是存储地址的变量，解引用就是通过这个地址访问真正的数据。在项目中， get_data(FrameBuf *frame_buf) 函数接收一个指针，然后用 frame_buf->start 来修改传入的FrameBuf变量，这样才能把相机数据传递出来。

1函数需要修改传入的变量

javascript 复制代码

// 如果不用指针
void get_data(FrameBuf frame_buf) {
    frame_buf.start = ...;  // 修改的是副本，外面的变量不会变！
}

// 用指针才能真正修改
void get_data(FrameBuf *frame_buf) {
    frame_buf->start = ...;  // 修改的是原变量
}

2传递大数据时省内存

arduino 复制代码

// 直接传结构体（会拷贝，慢且占内存）
void process_image(cv::Mat img);  // 拷贝整个图像

// 传指针（只传地址，快且省内存）
void process_image(cv::Mat *img);  // 只传4/8字节的地址

3动态分配内存

arduino 复制代码

int *arr = new int[100];  // 在堆上分配100个int的空间
delete[] arr;             // 用完要释放

c++ 复制代码

// 1. 创建变量
FrameBuf frame_buf;
// 2. 调用函数，传递地址
v4l2.get_data(&frame_buf);

// 3. 函数内部解引用，填充数据
int V4l2::get_data(FrameBuf *frame_buf) {
    // ... 获取数据 ...
    frame_buf->start = mmap_buffer[buf.index].start;  // 解引用写入
    frame_buf->length = buf.bytesused;
}
// 4. 回到主函数，使用数据
msg.data.assign(frame_buf.start, frame_buf.start + frame_buf.length);