C++ ROS与boost:bind()使用详解

时间:2023-02-02 Amelie_xiao 人气:0

1. boost::bind

boost::bind是标准库函数std::bind1st和std::bind2nd的一种泛化形式。其可以支持函数对象、函数、函数指针、成员函数指针，并且绑定任意参数到某个指定值上或者将输入参数传入任意位置。

1.1 通过functions和function pointers使用bind

给定如下函数：

int f(int a, int b)
{
    return a + b;
}
 
int g(int a, int b, int c)
{
    return a + b + c;
}

可以绑定所有参数，如：

bind(f, 1, 2)等价于f(1, 2); bind(g, 1, 2, 3)等价于g(1, 2, 3);

也可以选择性地绑定参数，如：

bind(f, _1, 5)(x)等价于f(x, 5)，其中_1是一个占位符，表示用第一个参数来替换;

bind(f, _2, _1)(x, y)等价于f(y, x);

bind(g, _1, 9, _1)(x)等价于g(x, 9, x);

bind(g, _3, _3, _3)(x, y, z)等价于g(z, z, z);

说明：

传入bind函数的参数一般为变量的copy，如：

int i = 5;
bind(f, i, _1);

比如：

void func(int a, int b, int c);
boost::bind(func, 7, _1, _2);

boost::bind()会返回一个函数对象，所以boost::bind(func, 7, _1, _2)得到一个函数对象ob，即ob = boost::bind(func, 7, _1, _2)。当我们调用ob(3,4)时，相当于调用func(7,3,4)，如果连着一起写那就是boost::bind(func, 7, _1, _2)(3, 4);

需要注意的一点是，boost::bind()里的参数个数一定要与被bind包括的函数的形参个数相同，否则这个bind函数对象ob就无法生成并报错。

如果想传入变量的引用，可以使用boost::ref和boost::cref，如：

int i = 5;
bind(f, ref(i), _1);
bind(f, cref(i), _1);

1.2 通过function objects使用bind

struct F
{
    int operator()(int a, int b) { return a – b; }
    bool operator()(long a, long b) { return a == b; }
};
 
F f;
int x = 100;
bind<int>(f, _1, _1)(x);        // f(x, x)

可能某些编译器不支持上述的bind语法，可以用下列方式代替：

boost::bind(boost::type<int>(), f, _1, _1)(x);

默认情况下，bind拥有的是函数对象的副本，但是也可以使用boost::ref和boost::cref来传入函数对象的引用，尤其是当该function object是non-copyable或者expensive to copy。

1.3 通过pointers to members使用bind

bind将传入的成员（数据成员和成员函数）指针作为第一个参数，其行为如同使用boost::mem_fn将成员指针转换为一个函数对象，即：

bind(&X::f, args); 等价于bind<R>(mem_fn(&X::f), args)，其中R为X::f的返回类型（成员函数）或类型（数据成员）。

struct X
{
    bool f(int a);
};
 
X x;
shared_ptr<X> p(new X);
int i = 5;
 
bind(&X::f, ref(x), _1)(i);        // x.f(i)
bind(&X::f, &x, _1)(i);            // (&x)->f(i)
bind(&X::f, x, _1)(i);            // x.f(i)
bind(&X::f, p, _1)(i);            // p->f(i)

如：

cb = boost::bind(&NodeExample::configCallback, node_example, _1, _2);

其中的 node_example是指针变量NodeExample *node_example = new NodeExample();
因此boost::bind(&NodeExample::configCallback, node_example, _1, _2)的意思就是 node_example -> configCallback(x, y);

又如：

boost::bind(&MyNode::doneCb, this, _1, _2);

意思就是this -> doneCb(x, y) 这里的x，y 分别为第一个和第二个输入参数。

2. ROS与bind()

2.1

当我们订阅一个消息时候，会调用一个返回函数。如：

ros::Subscriber topic_sub=n.subscribe<std_msgs::Int8>("/topic", 10, Callback）;

这样Callback函数应该包含一个参数，即：

void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr& msg){}

但是，如果我们想要多参数传入的话，就需要使用boost库中的bind函数。例如，当我们的回调函数是这样的：

void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr& msg, int& x, int& y){}

2.2 示例

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/Int8.h>

int index1 = 1;
int index2 = 2;
void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr &msg, int &x, int &y) {
  printf("%d", *msg);
  printf("%d \r\n", x);
  printf("%d \r\n", y);
}
void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr &msg) { printf("%d \r\n", *msg); }

int main(int argc, char **argv) {
  ros::init(argc, argv, "multi_callback");
  ros::NodeHandle n;
  ros::NodeHandle private_nh("~");

  int rate;

  private_nh.param("rate", rate, 40);

  // ros::Subscriber scan_sub=n.subscribe<std_msgs::Int8>("/topic", 10, 
        //boost::bind(&Callback, _1, index1, index2));//①
  ros::Subscriber scan_sub = n.subscribe<std_msgs::Int8>("topic", 10, Callback);//②
  ros::Rate r(rate);
  while (n.ok()) {
    ros::spinOnce();
    r.sleep();
  }
  return 0;
}

当使用①函数时：

ros::Subscriber scan_sub=n.subscribe<std_msgs::Int8>("/topic", 10, \
        boost::bind(&Callback, _1, index1, index2));//①

返回函数调用的是：

void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr &msg, int &x, int &y) {
  printf("%d", *msg);
  printf("%d \r\n", x);
  printf("%d \r\n", y);
}

当使用②函数时：

ros::Subscriber scan_sub = n.subscribe<std_msgs::Int8>("topic", 10, Callback);//②

返回函数调用的是：

void Callback(const std_msgs::Int8::ConstPtr &msg) { printf("%d \r\n", *msg); }

参考资料

boost::bind()详解

ROS与boost:bind()简单解析

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