机器人CPP编程基础-02变量Variables

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全文AI生成。

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C++

#include<iostream>

using namespace std;

main()
{
    int a=10,b=35; // 4 bytes
    cout<<"Value of a : "<<a<<" Address of a : "<<&a <<endl;
    cout<<"Value of b : "<<b<<" Address of b : "<<&b <<endl;

    short s=20; //2 bytes
    cout <<"Value of s : "<< s << endl;

    float f1=20.03; //4 bytes
    double d1=50.55416416; //8 bytes
    cout <<"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。

1. #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。
2. 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::。
3. main(): 程序的主函数，所有C++程序都从这里开始执行。
4. int a=10,b=35;: 声明两个整数变量a和b并初始化为10和35。
5. 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。
6. 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。
7. 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）。
8. cout <<"Value of s : "<< s << endl;: 使用cout打印"Value of s : "和变量s的值。
9. 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）。
10. 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）。
11. cout <<"Value of f1 : "<< f1 << endl;: 使用cout打印"Value of f1 : "和变量f1的值。
12. cout <<"Value of d1 : "<< d1 << endl;: 使用cout打印"Value of d1 : "和变量d1的值。
13. char c1='A';: 声明一个字符变量c1并初始化为'A'。
14. cout<<c1<<endl;: 使用cout打印变量c1的值，也就是字符'A'。
15. string s1="Hello Tridib";: 声明一个字符串变量s1并初始化为"Hello Tridib"。
16. cout<<s1<<endl;: 使用cout打印变量s1的值，也就是"Hello Tridib"。
17. string s2="Welcome to CPP !";: 声明另一个字符串变量s2并初始化为"Welcome to CPP !"。
18. cout<<s2<<endl;: 使用cout打印变量s2的值，也就是"Welcome to CPP !"。
19. string combineStrings=s1+", "+s2;: 将s1和s2连接在一起，创建一个新的字符串combineStrings。
20. cout<<combineStrings<<endl;: 使用cout打印变量combineStrings的值，也就是"Hello Tridib, Welcome to CPP !"。
21. 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。
22. 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"。
23. 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。
24. 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。
25. b1=-445;: 将变量b1的值更改为-445。
26. 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。

27.  b1=0;: 将变量b1的值更改为0。

28. 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。
29. 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）。
30. 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。
31. 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。
32. 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：

1. 基本类型

   • 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。

   • 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。

   • 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。

   • 布尔类型：bool，用于存储逻辑值，可以取true或false。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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）。

7. 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。

8. 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。

9. 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。

10. 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：

1. 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。

2. 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：

cpp复制代码

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

1. 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：

cpp复制代码

auto lambda = [captured_var = some_global_var](){ /* Use captured_var */ };

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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：

1. 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。

cpp复制代码

	template <typename T> concept bool C() { return requires (T t) { t++; }; }
	template <C T> void f(T t) { ++t; }

1. 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。

cpp复制代码

	int a = 1, b = 2;
	auto [c, d] = a + b; // c = 3, d = 3

1. 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。

cpp复制代码

	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
	}
	}

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

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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：

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

9. 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。

10. 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。

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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：

1. 基本类型：与标准C++相同，包括int、float、double、char等。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

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