Vector数组类型在ROS开发中的用法小结

前言

ROS系统的一个显著优势就是分布式和灵活性，用户可以很方便自定义消息类型。在自动驾驶中，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：vector数组。尤其是在SLAM中，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++语言为主，python语言是类似的，但是语法可能稍有不同。（PS：对于搞自动驾驶的同学，还是强烈推荐用C++开发，原因无他，C++快！！！在自动驾驶领域，处理速度是决定性的一个因素）

数组类型在不同消息类型中的定义 在ROS消息中的定义

ROS常用的消息分别是msg、srv、action，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，数组的定义格式都是一样的：

DateType[] name
举例：
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，包括巡航点 geometry_msgs/Pose2D[] waypoints #巡航点位姿 bool success # 储存成功为true，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++中定义数组

使用它时需要包含头文件： #include<vector>
其构造函数为：

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

举例：

vector<int> a; //无参数 - 构造一个空的vector, vector<int> a(10); //定义了10个整型元素的向量（尖括号中为元素类型名，它可以是任何合法的数据类型），但没有给出初值，其值是不确定的。 vector<int> 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<int> a(b); //用b向量来创建a向量，整体复制性赋值， 拷贝构造 vector<int> v3=a ; //移动构造 vector<int> a(b.begin(),b.begin+3); //定义了a值为b中第0个到第2个（共3个）元素 int b[7]={1,2,3,4,5,9,8}; vector<int> a(b,b+6); //从数组中获得初值，b[0]~b[5] vector数组的一些常用操作 基本操作 （1）a.assign(b.begin(), b.begin()+3); //b为向量，将b的0~2个元素构成的向量赋给a （2）a.assign(4,2); //是a只含4个元素，且每个元素为2 （3）a.back(); //返回a的最后一个元素 （4）a.front(); //返回a的第一个元素 （5）a[i]; //返回a的第i个元素，当且仅当a[i]存在2013-12-07 （6）a.clear(); //清空a中的元素 （7）a.empty(); //判断a是否为空，空则返回ture,不空则返回false （8）a.pop_back(); //删除a向量的最后一个元素 （9）a.erase(a.begin()+1, a.begin()+3); //删除a中第1个（从第0个算起）到第2个元素，也就是说删除的元素从a.begin()+1算起（包括它）一直到a.begin()+3（不包括它） （10）a.push_back(5); //在a的最后一个向量后插入一个元素，其值为5 （11）a.insert(a.begin()+1, 5); //在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入数值5，如a为1,2,3,4，插入元素后为1,5,2,3,4 （12）a.insert(a.begin()+1, 3,5); //在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入3个数，其值都为5 （13）a.insert(a.begin()+1,b+3, b+6); //b为数组，在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入b的第3个元素到第5个元素（不包括b+6），如b为1,2,3,4,5,9,8，插入元素后为1,4,5,9,2,3,4,5,9,8 （14）a.size(); //返回a中元素的个数； （15）a.capacity(); //返回a在内存中总共可以容纳的元素个数 （16）a.resize(10); //将a的现有元素个数调至10个，多则删，少则补，其值随机 （17）a.resize(10, 2); //将a的现有元素个数调至10个，多则删，少则补，其值为2 （18）a.reserve(100); //将a的容量（capacity）扩充至100，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，因为这将避免内存多次容量扩充操作（当a的容量不足时电脑会自动扩容，当然这必然降低性能） （19）a.swap(b); //b为向量，将a中的元素和b中的元素进行整体性交换 （20）a.begin(); // 返回指向容器第一个元素的迭代器 （21）a.end(); // 返回指向容器最后一个元素的迭代器 （22）a==b; //b为向量，向量的比较操作还有!=,>=,<=,>,< (23) reverse(a.begin(),a.end()); //对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素倒置，但不排列，如a中元素为1,3,2,4,倒置后为4,2,3,1 （24）copy(a.begin(),a.end(),b.begin()+1); //把a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素复制到b中，从b.begin()+1的位置（包括它）开 始复制，覆盖掉原有元素 求数组的最值

可以用max_element（）及min_element（）函数，二者返回的都是迭代器或指针。

需要加入头文件：#include<algorithm>
1.求数组的最大值或最小值

1）vector容器

vector<int> v; 最大值：int maxValue = *max_element(v.begin(),v.end()); 最小值：int minValue = *min_element(v.begin(),v.end());

2）普通数组

a[]={1,2,3,4,5,6}; 最大值：int maxValue = *max_element(a,a+6); 最小值：int minValue = *min_element(a,a+6);

2.求数组最大值最小值对应的下标

1）vector容器

vector<int> v; 最大值下标：int maxPosition = max_element(v.begin(),v.end()) - v.begin(); 最小值下标：int minPosition = min_element(v.begin(),v.end()) - v.begin();

2）普通数组

最大值下标：int maxPosition = max_element(a,a+6) - a; 最小值下标：int minPosition = min_element(a,a+6) - a;

注意：返回的是第一个最大（小）元素的位置。

遍历数组 1. struct Point { double x; double y; Point() { x = 0; y = 0; } }; vector<Point> m_testPoint; //第一种遍历方式，下标 cout << "第一种遍历方式，下标访问" << endl; for (int i = 0; i<m_testPoint.size(); ++i) { cout << m_testPoint[i].x << " " << m_testPoint[i].y << endl; } //第二种遍历方式，迭代器 cout << "第二种遍历方式，迭代器访问" << endl; for (vector<Point>::iterator iter = m_testPoint.begin(); iter != m_testPoint.end(); iter++) { cout << (*iter).x << " " << (*iter).y << endl; } //第三种遍历方式，auto关键字 cout << "C++11,第三种遍历方式，auto关键字" << endl; for (auto iter = m_testPoint.begin(); iter != m_testPoint.end(); iter++) { cout << (*iter).x << " " << (*iter).y << endl; } //第四种遍历方式，auto关键字的另一种方式 cout << "C++11,第四种遍历方式，auto关键字" << endl; for (auto i : m_testPoint) { cout << i.x << " " << i.y << endl; } 排序数组 sort(a.begin(),a.end()); //对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）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()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素中查找10，若存在返回其在向量中的位置 注意

C++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，不需要拷贝或者移动内存，相比push_back能更好地避免内存的拷贝与移动，使容器插入元素的性能得到进一步提升。