1.话题编程
首先我们要有一个发布话题的Talker，还要有一个订阅话题的Listener，然后就是负责管理整个系统的ROS Master。 话题编程的流程主要是以下四个步骤：
- 创建发布者
- 创建订阅者
- 添加编译选项
- 运行可执行程序
上面的前两步是编程实现的，第三步是通过编译的方式生成可执行文件。最后一步就是去运行一下这个可执行的程序。 我们之前创建的功能包learning_communication里面是没有代码的：
然后在这个文件下面创建一个talker.cpp文件
里面的代码解释也非常清晰。通过句柄.advertise发布消息，里面需要传入发布消息的具体类型，以及队列的长度。 代码的流程如下：
- 初始化ROS节点
- 向ROS Master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型。
- 按照一定频率循环发布消息。
有了发布者之后，我们接下来需要去定义一个订阅者，步骤如下：
- 初始化ROS节点
- 订阅需要的话题
- 循环等待话题消息，接收到消息后进入回调函数。
- 在回调函数里面完成消息处理。
源码如下：
现在的话我们就已经写好了c++文件，我们需要对其进行编译，如果我们使用的是python文件的话，我们就不用对其进行编译了。编译代码主要有以下三个步骤：
- 设置需要编译的代码和生成的可执行文件;
- 设置链接库;
- 设置依赖。
在上面这个文件夹下面的CMakeLists.txt就是我们具体需要编译的选项的。接下来我们需要在这个文件下面设置我们需要编译的选项。在这个文件里面很多都是被注释掉了，我们很多时候去掉其中的注释然后再改一点就可以了，并不需要我们自己写。将代码生成可执行文件就是需要使用add_executable这个配置。
这里我们在下面再粘贴一下：
这里我们只需要看未被注释的，第一行的意思就是将talker.cpp生成可执行文件。如果需要更多的文件来生成可执行文件的话，需要在后面再多加几个c++文件。 因为我们需要依赖第三方的库，所以我们需要添加target_link_libraries来与第三方的库做一个链接。之后我们回到工作空间对其进行编译。
编译成功之后就会有以下提示：显示达到1005并且没有报错的话就说明编译成功了。
我们在下面这个文件里面就可以找到我们编译生成的可执行文件了。
之后我们启动roscore
再运行发送“hello world”可执行文件：
再运行接收文件的话，就可以看到下面的结果：
如果我们需要自己定义话题消息的话，我们可以采取以下方式自定义话题消息： string name uint8 sex unit8 age unit8 unknown = 0 unit8 male = 1 unit8 female = 2 具体操作步骤如下：
- 定义msg文件
- 在package.xml中添加功能包依赖
<build_depend>message_generation</build_depend> <exec_depend>message_runtime</exec_depend>
- 在CMakeList.txt添加编译选项
接下来具体操作一下： 首先创建一个文件夹，命名为msg文件
在这个文件夹下面创建一个具体的Person.msg文件
之后我们在package.xml文件里面去添加依赖。部分的ROS版本中的exec_depend需要改成run_depend。
之后的话我们需要在CMakeLists.txt文件里面添加编译选项，在下面添加message_generation功能包。
然后添加编译时候的依赖：
接下来添加是哪一个具体的msg文件：
之后对其进行编译：
我们可以在代码终端里面验证一下：
2.服务编程
listener通过请求的形式来完成跟talker的一个通讯，talker把处理完成之后的数据处理完成之后再发布给listener，整个服务编程流程可以大致分为以下四个步骤：
- 创建服务器
- 创建客户端
- 添加编译选项
- 运行可执行程序
假设如下场景，listener发布某两个加数给talker，talker接收到这两个加数之后将这两个加数进行相加，并且把求和的结果告诉listener。具体步骤如下：
- 定义srv文件
- 在package.xml中添加功能包依赖
- 在CMakeLists.txt添加编译选项
首先创建一个srv文件：
然后在下面定义以下文件：
中间的三条横线将数据分成两部分，上面的是服务的请求部分，下面的是服务的应答部分。 之后我们需要在pacaage.xml文件中添加功能包依赖 <build_depend>message_generation</build_depend> <exec_depend>message_runtime</exec_depend> 这个和之前的talker-listener是一样的，因为我们刚才添加好了，这里就不用去做任何修改： 之后修改CMakeLists.txt文件，和之前的也差不多： 首先修改message_generation,和message_runtime。 之后再修改add_service_files：
之后进入工作空间下面，对其进行编译：
我们接下来看一下怎么实现一个服务端，实现服务器的编程： 我们在这个功能包下面的src文件夹下面创建一个server.cpp文件：
一个服务器的实现也需要分成四个步骤：
- 初始化ROS节点;
- 创建Server实例;
- 循环等待服务请求，进入回调函数;
- 在回调函数中完成服务功能的处理，并反馈应答数据。
其代码与之前的比较类似。再回调函数里面，由于之前是将数据分成了两个部分，所以这个也是做两个部分，一个是request，一个是response。 之后我们还要创建一个客户端：
具体代码如下：
之后需要对其进行编译：
- 设置需要编译的代码和生成的可执行文件;
- 设置链接库;
- 设置依赖;
add_executable(server src/server.cpp) target_link_libraries(server ${catkin_LIBRARIES}) add_dependencies(server ${PROJECT_NAME}_gencpp) add_executable(client src/client.cpp) target_link_libraries(client ${catkin_LIBRARIES}) add_dependencies(client ${PROJECT_NAME}_gencpp)
设置完成之后，需要回到工作空间的根目录下面对其进行编译：
接下来我们运行编译成功之后的可执行文件： 首先我们roscore启动master,之后启动服务端，再启动客户端，传入参数：
roscore
rosrun learning_communication server
rosrun learning_communication client 1 1
3.动作编程
动作也是话题服务的一种机制，但是跟话题服务又有一些区别。比如说我们想让机器人前往一个目标点，并且让机器人不断地返回自己的实时状态，甚至说在机器人运动过程当中，我们不想让机器人前往这个目标点了，给他发布他一个信息，让它停止下来。像这种需要维持一段时间，并且有反馈的这样一种通讯是没有办法用话题或者服务来完成的。动作的实现也是通过ROS的消息机制来实现的。 实现原理图如下所示：
同样也是分为服务端与客户端，通过二者之间的通讯来实现。 Action的接口有：
- goal：发布任务目标。客户端可以给服务端发送一个动作的目标。
- cancel：请求取消任务。在运行的过程当中，也可以将其取消。
- status：通知客户端当前的状态。通知客户端当前服务器的状态。
- feedback：周期反馈任务运行的监控数据。周期性地反馈，告诉机器人当前服务器的状态。
- result：向客户端发送任务的执行结果，只发布一次。当完成客户端的命令之后会执行一次。
那么我们如何来实现这样一个具体的动作编程呢：
- 定义action文件
- 在package.xml中添加功能包依赖
<build_depend>actionlib</build_depend> <build_depend>actionlib_msgs</build_depend> <exec_depend>actionlib</exec_depend> <exec_depend>actionlib_msgs</exec_depend>
- 在CMakeLists.txt中添加编译选项
find_package(catkin REQUIRED actionlib_msgs actionlib) add_action_files(DIRECTORY action FILES DoDishes.action) generate_messages(DEPENDENCIES actionlib_msgs) 同样，如果ROS中有自定义的工作消息给我们的话我么可以直接调用，如果没有的话那我们就需要自己来定义这样一个自定义的动作消息。 我们现在来假设一个洗盘子这样的任务，客户端发送一个洗盘子的命令给服务端，服务端接收到这个命令之后开始洗盘子，然后反馈给客户端洗了多少了，客户端也可以让服务端终止洗盘子这个命令。盘子洗碗之后返回一个洗碗的信号给客户端。 如果我们想要创建一个动作消息，我们需要在功能包里面创建一个文件夹action。然后在action里面创建具体的动作消息。
这里有两个三横杠，把这整个数据内容分成了三个部分。 第一部分是定义目标数据的，也就是客户端发送什么样的一个动作的目的给服务端。 第二部分定义的是结果的，也就是说我们整个动作执行完成之后到底是一个什么样的结果。 第三部分是一定周期内反馈给客户端的数据内容。这里的话就是反馈洗盘子的百分比。 定义完成之后需要在package.xml里面去添加功能包的依赖。
package.xml改完之后要去改CMakeLists.txt文件。
之后我们编译一下工作空间，看看定义的这些action是否是正确的
编译是没有错误的，所以我们刚才的操作是没有错误的。 我们现在来看一下如何实现一个动作的服务器，主要是以下步骤：
- 初始化ROS节点
- 创建动作服务器实例
- 启动服务器，等待动作请求
- 在回调函数中完成动作服务功能的处理，并反馈进度信息
- 动作完成，发送结束信息。
我们从视频资源中把源码拷贝过来：
我们首先看一下服务端代码：
在main函数里面，程序流程大致都差不多。启动服务器之后服务器就会一直循环等待命令。一旦接收到命令之后，服务器就会进入到回调函数里面。回调函数里面就会开始具体的服务处理。 完成服务端之后我们需要去完成客户端的功能：
- 初始化ROS节点
- 创建动作客户端实例
- 连接动作服务端
- 发送动作目标
- 根据不同类型的服务端反馈处理回调函数
代码完成之后就是来编译这些代码： add_executable(DoDishes_client src/DoDishes_client.cpp) target_link_libraries( DoDishes_client ${catkin_LIBRARIES}) add_dependencies(DoDishes_client ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS}) add_executable(DoDishes_server src/DoDishes_server.cpp) target_link_libraries( DoDishes_server ${catkin_LIBRARIES}) add_dependencies(DoDishes_server ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})
之后进入工作空间目录下对其进行编译
我们接下来对其进行验证测试：
roscore
rosrun learning_communication DoDishes_client
rosrun learning_communication DoDishes_client
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