Vector数组类型在ROS开发中的用法小结

ROS系统的一个显著优势就是分布式和灵活性&＃xff0c;用户可以很方便自定义消息类型。在自动驾驶中&＃xff0c;无论是传感器消息sensoe_msgs,还是导航消息nav_msgs等等几乎都离不开一个基本的结构&＃xff1a;vector数组。尤其是在SLAM中&＃xff0c;在处理雷达消息更是必不可少的操作。所以把vector理解透彻对于ROS开发还是非常重要的。

接下来的内容以C&＃43;&＃43;语言为主&＃xff0c;python语言是类似的&＃xff0c;但是语法可能稍有不同。&＃xff08;PS&＃xff1a;对于搞自动驾驶的同学&＃xff0c;还是强烈推荐用C&＃43;&＃43;开发&＃xff0c;原因无他&＃xff0c;C&＃43;&＃43;快&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;在自动驾驶领域&＃xff0c;处理速度是决定性的一个因素&＃xff09;

在ROS消息中的定义

ROS常用的消息分别是msg、srv、action&＃xff0c;分别对应于topic话题、service服务、action动作三种通信模式。对于这三种数据类型&＃xff0c;数组的定义格式都是一样的&＃xff1a;

DateType[] name
举例&＃xff1a;
msg消息sensor_msgs/LaserScan.msg

[std_msgs/Header] header
float32 angle_min
float32 angle_max
float32 angle_increment
float32 time_increment
float32 scan_time
float32 range_min
float32 range_max
float32[] ranges
float32[] intensities


这里ranges和intensities都是float32类型的数组

自定义srv消息

uint64 path_id #路径id
---
geometry_msgs/Pose2D[] path
geometry_msgs/Pose2D[] waypoints


自定义action消息

---
uint64 path_id #当前路径id
geometry_msgs/Pose2D[] path #所有路径点位姿&＃xff0c;包括巡航点
geometry_msgs/Pose2D[] waypoints #巡航点位姿
bool success # 储存成功为true&＃xff0c;否则为false
string message # error messages
---
uint64 path_id #当前路径id
geometry_msgs/Pose2D[] path_record #已经采样的路径点
geometry_msgs/Pose2D[] waypoints_record #已经采样的巡航点位姿


在C&＃43;&＃43;中定义数组

使用它时需要包含头文件&＃xff1a; #include
其构造函数为&＃xff1a;

vector();
vector( size_type num, const TYPE &val );
vector( const vector &from );
vector( input_iterator start, input_iterator end );


举例&＃xff1a;

vector a; //无参数 - 构造一个空的vector,
vector a(10); //定义了10个整型元素的向量&＃xff08;尖括号中为元素类型名&＃xff0c;它可以是任何合法的数据类型&＃xff09;&＃xff0c;但没有给出初值&＃xff0c;其值是不确定的。
vector a(10,1); //定义了10个整型元素的向量,且给出每个元素的初值为1
vector a(b); //用b向量来创建a向量&＃xff0c;整体复制性赋值&＃xff0c; 拷贝构造
vector v3&＃61;a ; //移动构造
vector a(b.begin(),b.begin&＃43;3); //定义了a值为b中第0个到第2个&＃xff08;共3个&＃xff09;元素
int b[7]&＃61;{1,2,3,4,5,9,8};
vector a(b,b&＃43;6); //从数组中获得初值&＃xff0c;b[0]~b[5]

vector数组的一些常用操作

基本操作

&＃xff08;1&＃xff09;a.assign(b.begin(), b.begin()&＃43;3); //b为向量&＃xff0c;将b的0~2个元素构成的向量赋给a
&＃xff08;2&＃xff09;a.assign(4,2); //是a只含4个元素&＃xff0c;且每个元素为2
&＃xff08;3&＃xff09;a.back(); //返回a的最后一个元素
&＃xff08;4&＃xff09;a.front(); //返回a的第一个元素
&＃xff08;5&＃xff09;a[i]; //返回a的第i个元素&＃xff0c;当且仅当a[i]存在2013-12-07
&＃xff08;6&＃xff09;a.clear(); //清空a中的元素
&＃xff08;7&＃xff09;a.empty(); //判断a是否为空&＃xff0c;空则返回ture,不空则返回false
&＃xff08;8&＃xff09;a.pop_back(); //删除a向量的最后一个元素
&＃xff08;9&＃xff09;a.erase(a.begin()&＃43;1, a.begin()&＃43;3); //删除a中第1个&＃xff08;从第0个算起&＃xff09;到第2个元素&＃xff0c;也就是说删除的元素从a.begin()&＃43;1算起&＃xff08;包括它&＃xff09;一直到a.begin()&＃43;3&＃xff08;不包括它&＃xff09;
&＃xff08;10&＃xff09;a.push_back(5); //在a的最后一个向量后插入一个元素&＃xff0c;其值为5
&＃xff08;11&＃xff09;a.insert(a.begin()&＃43;1, 5); //在a的第1个元素&＃xff08;从第0个算起&＃xff09;的位置插入数值5&＃xff0c;如a为1,2,3,4&＃xff0c;插入元素后为1,5,2,3,4
&＃xff08;12&＃xff09;a.insert(a.begin()&＃43;1, 3,5); //在a的第1个元素&＃xff08;从第0个算起&＃xff09;的位置插入3个数&＃xff0c;其值都为5
&＃xff08;13&＃xff09;a.insert(a.begin()&＃43;1,b&＃43;3, b&＃43;6); //b为数组&＃xff0c;在a的第1个元素&＃xff08;从第0个算起&＃xff09;的位置插入b的第3个元素到第5个元素&＃xff08;不包括b&＃43;6&＃xff09;&＃xff0c;如b为1,2,3,4,5,9,8&＃xff0c;插入元素后为1,4,5,9,2,3,4,5,9,8
&＃xff08;14&＃xff09;a.size(); //返回a中元素的个数&＃xff1b;
&＃xff08;15&＃xff09;a.capacity(); //返回a在内存中总共可以容纳的元素个数
&＃xff08;16&＃xff09;a.resize(10); //将a的现有元素个数调至10个&＃xff0c;多则删&＃xff0c;少则补&＃xff0c;其值随机
&＃xff08;17&＃xff09;a.resize(10, 2); //将a的现有元素个数调至10个&＃xff0c;多则删&＃xff0c;少则补&＃xff0c;其值为2
&＃xff08;18&＃xff09;a.reserve(100); //将a的容量&＃xff08;capacity&＃xff09;扩充至100&＃xff0c;也就是说现在测试a.capacity();的时候返回值是100.这种操作只有在需要给a添加大量数据的时候才显得有意义&＃xff0c;因为这将避免内存多次容量扩充操作&＃xff08;当a的容量不足时电脑会自动扩容&＃xff0c;当然这必然降低性能&＃xff09;
&＃xff08;19&＃xff09;a.swap(b); //b为向量&＃xff0c;将a中的元素和b中的元素进行整体性交换
&＃xff08;20&＃xff09;a.begin(); // 返回指向容器第一个元素的迭代器
&＃xff08;21&＃xff09;a.end(); // 返回指向容器最后一个元素的迭代器
&＃xff08;22&＃xff09;a&＃61;&＃61;b; //b为向量&＃xff0c;向量的比较操作还有!&＃61;,>&＃61;,<&＃61;,>,<
(23) reverse(a.begin(),a.end()); //对a中的从a.begin()&＃xff08;包括它&＃xff09;到a.end()&＃xff08;不包括它&＃xff09;的元素倒置&＃xff0c;但不排列&＃xff0c;如a中元素为1,3,2,4,倒置后为4,2,3,1
&＃xff08;24&＃xff09;copy(a.begin(),a.end(),b.begin()&＃43;1); //把a中的从a.begin()&＃xff08;包括它&＃xff09;到a.end()&＃xff08;不包括它&＃xff09;的元素复制到b中&＃xff0c;从b.begin()&＃43;1的位置&＃xff08;包括它&＃xff09;开 始复制&＃xff0c;覆盖掉原有元素


求数组的最值

可以用max_element&＃xff08;&＃xff09;及min_element&＃xff08;&＃xff09;函数&＃xff0c;二者返回的都是迭代器或指针。

需要加入头文件&＃xff1a;#include
1.求数组的最大值或最小值

1&＃xff09;vector容器

vector v;
最大值&＃xff1a;int maxValue &＃61; *max_element(v.begin(),v.end());
最小值&＃xff1a;int minValue &＃61; *min_element(v.begin(),v.end());


2&＃xff09;普通数组

a[]&＃61;{1,2,3,4,5,6};
最大值&＃xff1a;int maxValue &＃61; *max_element(a,a&＃43;6);
最小值&＃xff1a;int minValue &＃61; *min_element(a,a&＃43;6);


2.求数组最大值最小值对应的下标

1&＃xff09;vector容器

vector v;
最大值下标&＃xff1a;int maxPosition &＃61; max_element(v.begin(),v.end()) - v.begin();
最小值下标&＃xff1a;int minPosition &＃61; min_element(v.begin(),v.end()) - v.begin();


2&＃xff09;普通数组


最大值下标&＃xff1a;int maxPosition &＃61; max_element(a,a&＃43;6) - a;
最小值下标&＃xff1a;int minPosition &＃61; min_element(a,a&＃43;6) - a;


注意&＃xff1a;返回的是第一个最大&＃xff08;小&＃xff09;元素的位置。

遍历数组

1.
struct Point
{
double x;
double y;
Point()
{
x &＃61; 0;
y &＃61; 0;
}
};
vector m_testPoint;
//第一种遍历方式&＃xff0c;下标
cout <<"第一种遍历方式&＃xff0c;下标访问" < for (int i &＃61; 0; i {

cout < }

//第二种遍历方式&＃xff0c;迭代器
cout <<"第二种遍历方式&＃xff0c;迭代器访问" < for (vector::iterator iter &＃61; m_testPoint.begin(); iter !&＃61; m_testPoint.end(); iter&＃43;&＃43;)
{
cout <<(*iter).x <<" " <<(*iter).y < }

//第三种遍历方式&＃xff0c;auto关键字
cout <<"C&＃43;&＃43;11,第三种遍历方式&＃xff0c;auto关键字" < for (auto iter &＃61; m_testPoint.begin(); iter !&＃61; m_testPoint.end(); iter&＃43;&＃43;)
{
cout <<(*iter).x <<" " <<(*iter).y < }

//第四种遍历方式&＃xff0c;auto关键字的另一种方式
cout <<"C&＃43;&＃43;11,第四种遍历方式&＃xff0c;auto关键字" < for (auto i : m_testPoint)
{
cout < }


排序数组

sort(a.begin(),a.end()); //对a中的从a.begin()&＃xff08;包括它&＃xff09;到a.end()&＃xff08;不包括它&＃xff09;的元素进行从小到大排列


查找数组

find(a.begin(),a.end(),10); //在a中的从a.begin()&＃xff08;包括它&＃xff09;到a.end()&＃xff08;不包括它&＃xff09;的元素中查找10&＃xff0c;若存在返回其在向量中的位置


注意

C&＃43;&＃43;11版本以后建议优先使用emplace_back()来代替push_back()。因为emplace_back能通过参数构造对象&＃xff0c;不需要拷贝或者移动内存&＃xff0c;相比push_back能更好地避免内存的拷贝与移动&＃xff0c;使容器插入元素的性能得到进一步提升。