机器人CPP编程基础-02变量Variables
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C++
#include<iostream>using namespace std;main()
{int a=10,b=35; // 4 bytescout<<"Value of a : "<<a<<" Address of a : "<<&a <<endl;cout<<"Value of b : "<<b<<" Address of b : "<<&b <<endl;short s=20; //2 bytescout <<"Value of s : "<< s << endl;float f1=20.03; //4 bytesdouble d1=50.55416416; //8 bytescout <<"Value of f1 : "<< f1 << endl;cout <<"Value of d1 : "<< d1 << endl;char c1='A';cout<<c1<<endl;string s1="Hello Tridib";cout<<s1<<endl;string s2="Welcome to CPP !";cout<<s2<<endl;string combineStrings=s1+", "+s2;cout<<combineStrings<<endl;bool b1=true; //Boolean is true or false. FALSE IS ALWAYS ZERO, EVERY OTHER NUMBER IS TRUE.cout<<b1<<endl;b1=1515;cout<<b1<<endl;b1=-445;cout<<b1<<endl;b1=0;cout<<b1<<endl;//Positive numbers or unsigned numbers. Increases the positive range.unsigned short int u1=60445;cout<< u1 <<endl;const string myname="Tridib";cout << myname << endl;}
该代码是用C++编写的，它包含了各种数据类型的声明和初始化，以及如何使用cout语句来打印这些变量的值和地址。下面是每行的详细解析：
以上就是对这段代码的详细解析。
#include<iostream>: 包含输入/输出流的库。这使得程序可以使用输入和输出功能。using namespace std;: 声明使用std命名空间。std是标准缩写，表示标准库。这样，我们就可以直接使用标准库中的名字，而不用在每个名字前都写std::。main(): 程序的主函数，所有C++程序都从这里开始执行。int a=10,b=35;: 声明两个整数变量a和b并初始化为10和35。cout<<"Value of a : "<<a<<" Address of a : "<<&a <<endl;: 使用cout打印"Value of a : "和变量a的值，然后打印"Address of a : "和变量a的地址。&操作符用于获取变量的内存地址。endl用于插入新行。cout<<"Value of b : "<<b<<" Address of b : "<<&b <<endl;: 与上述类似，但打印的是变量b的值和地址。short s=20;: 声明一个短整型变量s并初始化为20。在大多数系统上，short通常是2字节（16位）。cout <<"Value of s : "<< s << endl;: 使用cout打印"Value of s : "和变量s的值。float f1=20.03;: 声明一个单精度浮点型变量f1并初始化为20.03。在大多数系统上，float通常是4字节（32位）。double d1=50.55416416;: 声明一个双精度浮点型变量d1并初始化为50.55416416。在大多数系统上，double通常是8字节（64位）。cout <<"Value of f1 : "<< f1 << endl;: 使用cout打印"Value of f1 : "和变量f1的值。cout <<"Value of d1 : "<< d1 << endl;: 使用cout打印"Value of d1 : "和变量d1的值。char c1='A';: 声明一个字符变量c1并初始化为'A'。cout<<c1<<endl;: 使用cout打印变量c1的值，也就是字符'A'。string s1="Hello Tridib";: 声明一个字符串变量s1并初始化为"Hello Tridib"。cout<<s1<<endl;: 使用cout打印变量s1的值，也就是"Hello Tridib"。string s2="Welcome to CPP !";: 声明另一个字符串变量s2并初始化为"Welcome to CPP !"。cout<<s2<<endl;: 使用cout打印变量s2的值，也就是"Welcome to CPP !"。string combineStrings=s1+", "+s2;: 将s1和s2连接在一起，创建一个新的字符串combineStrings。cout<<combineStrings<<endl;: 使用cout打印变量combineStrings的值，也就是"Hello Tridib, Welcome to CPP !"。bool b1=true;: 声明一个布尔型变量b1并初始化为true。在C++中，布尔类型的值只能是true或false。cout<<b1<<endl;: 使用cout打印变量b1的值，也就是true。在C++中，输出布尔值时会自动转换为字符串"true"或"false"。b1=1515;: 将变量b1的值更改为整数1515。在C++中，布尔类型的值也可以是0或非0的任何整数。cout<<b1<<endl;: 使用cout打印变量b1的值，由于非零的整数会被视为true，所以这里输出的是true。b1=-445;: 将变量b1的值更改为-445。cout<<b1<<endl;: 使用cout打印变量b1的值，由于非零的整数会被视为true，所以这里输出的是true。
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b1=0;: 将变量b1的值更改为0。 cout<<b1<<endl;: 使用cout打印变量b1的值，由于布尔类型的值只能是true或false，所以这里输出的是false。unsigned short int u1=60445;: 声明一个无符号短整型变量u1并初始化为60445。在大多数系统上，unsigned short通常是2字节（16位）。cout<< u1 <<endl;: 使用cout打印变量u1的值。由于是无符号类型，所以可以输出大于255的整数。const string myname="Tridib";: 声明一个常量字符串变量myname并初始化为"Tridib"。const关键字表示该变量的值不能被修改。cout << myname << endl;: 使用cout打印变量myname的值，也就是"Tridib"。
C++是一种多范式编程语言，支持多种变量类型。下面是C++中主要的变量类型及其描述：
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基本类型
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整数类型：这些类型用于存储整数值。有符号和无符号两种类型。
int: 通常为32位，但大小可能因平台而异。short: 通常为16位。long: 通常为32位或64位，大小可能因平台而异。long long: 通常为64位，大小可能因平台而异。
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浮点类型：这些类型用于存储带有小数点的值。
float: 单精度，通常为32位。double: 双精度，通常为64位。
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字符类型：这些类型用于存储单个字符或ASCII值。
char: 有符号或无符号，通常为8位。
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布尔类型：
bool，用于存储逻辑值，可以取true或false。
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复合类型
- 数组：用于存储相同类型的多个元素。
- 字符串：字符数组，用于存储多个字符。
- 结构体：用于将多个不同类型的变量组合在一起。
- 联合体：用于在内存中共享多个不同数据类型的变量。
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指针类型
int *p;：定义一个指向整数的指针。double *dp;：定义一个指向双精度浮点数的指针。char *cp;：定义一个指向字符的指针。
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引用类型
int &ref;：定义一个对整数变量的引用。引用和它引用的变量在内存中是同一实体。
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枚举类型
enum color { red, green, blue };：定义了一个名为color的枚举类型，包含三个可能的值：red、green和blue。
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自定义类型
- 类：定义自定义的数据类型和方法。类是一种用户自定义的数据类型，可以包含属性（变量）和方法（函数）。
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特殊类型
void：表示无类型，常用于函数的返回值类型，如void func()表示该函数没有返回值。const：表示常量，一旦给定值就不能改变。例如const int a = 10;，a的值就不能再改变。volatile：表示易变的，即程序无法预知该变量的值会随时发生变化。例如硬件寄存器的值、正在运行的进程等。
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复合类型（如数组、指针、引用等）的进一步扩展：
- 指针数组：数组的元素是指针类型。例如
int *arr[5]定义了一个包含5个指向整数的指针的数组。 - 指向指针的指针：例如
int **pp;定义了一个指向指针的指针，该指针可以指向一个整数类型的变量。 - 引用数组：例如
int &arr[5]定义了一个包含5个整数引用的数组。每个引用都是它引用的数组元素的别名。
- 指针数组：数组的元素是指针类型。例如
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函数指针：指向函数的指针，例如
int (*fp)(int)定义了一个接受一个整数参数并返回一个整数的函数指针。 -
智能指针：C++11引入了智能指针，以帮助管理动态分配的内存。智能指针是一种类，它以一种安全的方式自动管理动态分配的内存。以下是一些智能指针类型：
std::unique_ptr<T>：这种类型的指针在离开作用域时自动删除其所有权。它只能指向一个对象，并保证其指向的对象在任何时刻都有一个所有者。std::shared_ptr<T>：这种类型的指针允许多个智能指针共享同一个对象。当最后一个智能指针离开作用域或被重置时，它会自动删除所指向的对象。std::weak_ptr<T>：这种类型的指针也是指向共享对象的，但不会增加对象的引用计数。当最后一个shared_ptr离开作用域或被重置时，weak_ptr将看到对象的析构。
这些是C++中的主要变量类型。根据需要，还可以创建自定义类型和结构，以满足特定的编程需求。
C++14引入了一些新的变量类型，这些类型在C++11和C++17中都有所扩展。以下是一些C++14中引入的新变量类型：
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原子类型（Atomic Types）：这些类型定义在<atomic>头文件中，用于表示可以在不引起其他线程阻塞的情况下被单独操作的值。原子类型包括整数、浮点数和指针类型。
atomic<T>：定义了一个原子操作的基本类型。原子操作是一种在单个线程中执行的操作，它可以在没有其他线程干扰的情况下修改数据。atomic_flag：定义了一个原子标志，可以用于实现简单的原子布尔操作。
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数组的初始化：C++14引入了一种新的数组初始化方法，允许使用花括号
{}进行初始化。例如：
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int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; |
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通用 Lambda 捕获：C++14引入了通用 lambda 捕获，允许捕获变量，无论它们是否在作用域中。例如：
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auto lambda = [captured_var = some_global_var](){ /* Use captured_var */ }; |
- 右值引用（Rvalue References）：进一步扩展了右值引用，使其更易于使用和更灵活。C++14引入了
std::move和std::forward函数，用于移动语义和完美转发。 - 类型萃取（Type deduction）：C++14引入了一些新的类型萃取规则，包括萃取数组和函数类型的参数。
- Unicode 支持：C++14引入了更全面的 Unicode 支持，包括新的字符类型和函数。
- 线程局部存储（Thread-local storage）：C++14引入了线程局部存储，允许为每个线程存储单独的变量副本。
- 二进制字面值：C++14引入了新的二进制字面值，包括二进制整数和二进制浮点数。
- 字面值的显示浮点数：C++14允许在字面值中使用显示浮点数，例如
0x1p+2n表示一个十六进制浮点数。
这些是C++14引入的一些主要变量类型和功能。这些功能增强了语言的表达力和性能，并提供了更多的灵活性和控制。
C++20引入了一些新的变量类型和功能，进一步扩展了语言的表达力和性能。以下是一些C++20中引入的新变量类型和功能：
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概念（Concepts）：概念是一种用于指定类型必须满足的条件的语言特性。可以使用概念来约束模板参数的类型，以便在模板实例化时确保类型符合特定的要求。这有助于提高代码的可读性和可维护性。
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template <typename T> concept bool C() { return requires (T t) { t++; }; } | |
template <C T> void f(T t) { ++t; } |
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结构化绑定（Structured Binding）：C++20引入了结构化绑定，允许将一个表达式的值直接分配给多个变量。这使得在解构数组、元组或其他复合类型时更加方便。
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int a = 1, b = 2; | |
auto [c, d] = a + b; // c = 3, d = 3 |
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if constexpr：C++20引入了
if constexpr语句，它允许在编译时根据条件选择不同的代码路径。这对于在编译时进行条件编译和静态分派非常有用。
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template <typename T> void f(T value) { | |
if constexpr (std::is_integral_v<T>) { | |
// 处理整数类型 | |
} else if constexpr (std::is_floating_point_v<T>) { | |
// 处理浮点数类型 | |
} | |
} |
- 三向比较（Three-way Comparison）：C++20引入了三向比较运算符
<=>，用于执行基于比较的操作。这可以用于实现自定义类型的比较操作。 - 模板别名（Template Aliases）：C++20引入了模板别名，允许使用别名来简化模板的声明和使用。
- 折叠表达式（Fold Expressions）：C++20引入了折叠表达式，允许在展开二元或三元运算符时进行递归计算。这对于实现高阶函数和泛型算法非常有用。
- 嵌套的命名空间（Nested Namespaces）：C++20允许在命名空间内部定义另一个命名空间，以更好地组织代码。
- 上下文重复名称（Contextual Repeated Name）：C++20允许在特定上下文中重复使用名称，这有助于提高代码的可读性。
- 模块（Modules）：C++20引入了模块，这是一种将代码划分为逻辑单元的方式，以提高编译速度和代码组织。模块可以用于实现特定功能或库的封装和重用。
- 概念工具（Concept Tools）：C++20提供了一组工具，用于定义和操作概念。这有助于提高代码的可读性和可维护性。
这些是C++20引入的一些主要变量类型和功能。这些功能进一步增强了语言的表达力和性能，并提供了更多的灵活性和控制。
Arduino
#include <avr/pgmspace.h> void setup() { Serial.begin(9600); int a = 10; Serial.print("Value of a : "); Serial.print(a); Serial.print(" Address of a : "); Serial.println(&a); short s = 20; Serial.print("Value of s : "); Serial.println(s); float f1 = 20.03; Serial.print("Value of f1 : "); Serial.print(f1); Serial.println(); double d1 = 50.55416416; Serial.print("Value of d1 : "); Serial.println(d1); char c1 = 'A'; Serial.print(c1); Serial.println(); const char* s1 = "Hello Tridib"; Serial.println(s1); const char* s2 = "Welcome to CPP !"; Serial.println(s2); const char* combineStrings = pgm_read_word(&combineStrings); //pgm_read_word(&combineStrings) is used to get the address of the combineStrings variable in flash memory space and is not related to the original code Serial.println(combineStrings); bool b1 = true; Serial.println(b1); b1 = 1515; Serial.println(b1); b1 = -445; Serial.println(b1); b1 = 0; Serial.println(b1); unsigned short int u1 = 60445; Serial.println(u1);
} void loop() { // put your main code here, to run repeatedly:
}Arduino IDE使用的是C++的变量类型，因此它支持C++的所有常见变量类型。以下是在Arduino IDE中常用的C++变量类型：
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基本类型
int: 用于表示整数值，通常为16位。unsigned int: 用于表示无符号整数值，通常为16位。long: 用于表示长整数值，通常为32位。unsigned long: 用于表示无符号长整数值，通常为32位。char: 用于表示字符值，通常为8位。bool: 用于表示布尔值，可以取true或false。float: 用于表示单精度浮点数值，通常为32位。double: 用于表示双精度浮点数值，通常为64位。
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指针类型
int *p;：定义一个指向整数的指针。char *str;：定义一个指向字符数组的指针。
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数组类型
int arr[10];：定义一个包含10个整数的数组。char str[] = "Hello";：定义一个包含字符串"Hello"的字符数组。
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结构体类型
struct MyStruct { int id; char name[20]; };：定义一个名为MyStruct的结构体，包含一个整型成员变量id和一个字符数组成员变量name。
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联合体类型
union MyUnion { int id; char name[20]; };：定义一个名为MyUnion的联合体，包含一个整型成员变量id和一个字符数组成员变量name。
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函数类型
int myFunction(int arg1, char arg2);：定义一个名为myFunction的函数，接受一个整型参数arg1和一个字符型参数arg2，并返回一个整型值。
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自定义类型
typedef int MyInt;：定义一个新的类型别名MyInt，相当于int类型。
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枚举类型
enum MyEnum { RED, BLUE, GREEN };：定义一个名为MyEnum的枚举类型，包含三个可能的值：RED、BLUE和GREEN。
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类型转换
- 自动类型转换：将一种类型的值赋给另一种类型的变量时，编译器会自动进行类型转换。例如，将一个整数值赋给一个浮点变量时，编译器会将整数值转换为浮点数。
- 强制类型转换：使用强制类型转换运算符将一种类型的值转换为另一种类型。例如，
(float) x将x转换为浮点数类型。
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常量和常量表达式
- 常量：使用const关键字定义常量，其值在程序运行期间不可改变。例如，const int kConstantValue = 42;
- 常量表达式：使用const和字面值初始化器定义常量表达式。常量表达式必须是可以在编译时计算出结果的表达式，不能包含变量或函数调用。例如，const int kConstantExpression = 4 * 7;是常量表达式，而const int kVariableExpression = k + 1;不是常量表达式，因为k的值在编译时无法确定。
这些是在Arduino IDE中常用的C++变量类型和相关概念。了解这些变量类型和概念对于编写Arduino程序非常重要。
ROS1
AI生成是否可行？？？
#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h> int main(int argc, char **argv)
{ ros::init(argc, argv, "my_node"); ros::NodeHandle nh; int a=10,b=35; // 4 bytes ros::console::cout << "Value of a : " << a << " Address of a : " << &a << ros::console::endl; ros::console::cout << "Value of b : " << b << " Address of b : " << &b << ros::console::endl; short s=20; //2 bytes ros::console::cout << "Value of s : " << s << ros::console::endl; float f1=20.03; //4 bytes ros::console::cout << "Value of f1 : " << f1 << ros::console::endl; double d1=50.55416416; //8 bytes ros::console::cout << "Value of d1 : " << d1 << ros::console::endl; int c1 = 65; ros::console::cout << c1 << ros::console::endl; std_msgs::String s1; s1.data = "Hello Tridib"; ros::console::cout << s1.data << ros::console::endl; std_msgs::String s2; s2.data = "Welcome to CPP !"; ros::console::cout << s2.data << ros::console::endl; // string concatenation not supported in ROS // you can use roscpp'sRosOutSignal to achieve this easily. // RosOutSignal().outStr(s1.data + ", " + s2.data); // instead of the line above you can do: std_msgs::String combineStrings; combineStrings.data = s1.data + ", " + s2.data; ros::console::cout << combineStrings.data << ros::console::endl; bool b1=true; //Boolean is true or false. FALSE IS ALWAYS ZERO, EVERY OTHER NUMBER IS TRUE. ros::console::cout << b1 << ros::console::endl; b1=1515; ros::console::cout << b1 << ros::console::endl; b1=-445; ros::console::cout << b1 << ros::console::endl; b1=0; ros::console::cout << b1 << ros::console::endl; //Positive numbers or unsigned numbers. Increases the positive range. unsigned short int u1=60445; ros::console::cout << u1 << ros::console::endl; // const string myname="Tridib"; is not supported in ROS, you should use a string_view instead. (not implemented in roscpp at the time of writing)
}ROS1 Noetic是ROS1的一个版本，使用C++作为主要的编程语言。在ROS1 Noetic中，常见的C++变量类型包括以下几种：
- 基本类型：与标准C++相同，包括int、float、double、char等。
- 智能指针类型：ROS1 Noetic主要使用
std::shared_ptr和std::unique_ptr两种智能指针类型，用于自动管理资源的生命周期。 - 回调函数类型：ROS1 Noetic提供了ROS1特定的回调函数类型，如
boost::function和boost::slot，用于实现事件驱动的回调机制。 - 命名空间：ROS1 Noetic使用了多个命名空间，如
ros、std_msgs、sensor_msgs等，用于组织和管理ROS相关的代码和消息类型。 - 消息类型：ROS1 Noetic使用特定的消息类型，如
std_msgs::String、sensor_msgs::Image等，用于在ROS系统中进行节点之间的通信。这些消息类型通常定义在ROS1的消息规范中。 - 服务类型：ROS1 Noetic使用特定的服务类型，如
ros::ServiceServer和ros::ServiceResponse，用于在ROS系统中实现服务调用。这些服务类型定义在ROS1的服务规范中。 - 动作类型：ROS1 Noetic使用特定的动作类型，如
actionlib::SimpleActionClient和actionlib::SimpleGoal,用于在ROS系统中实现复杂的行为控制。这些动作类型定义在ROS1的动作规范中。
除了上述变量类型外，ROS1 Noetic还提供了许多其他的工具和库，用于实现机器人控制、传感器数据处理、可视化等功能。
