4.2 话题通信Python实现

本节小鱼将带你一起，通过Python实现王二和李四之间的话题通信，完成李四发布话题（sexy_girl）,王二订阅话题（sexy_girl）的代码。

大家都知道白嫖是不对的（看了小鱼视频一定要一键三连），所以李四还要订阅一个话题来收稿费（sexy_girl_money），王二要发布（sexy_girl_money）话题来支付稿费。

接下来快和小鱼一起动手学习编写Python的话题发布者和订阅者吧~

1.发布话题(sexy_girl)

1.1 如何编写

如果编写一个话题发布者呢？其实很简单，大家记得我们创建李四这个类的时候让其继承了Node节点，像下面这样：

class Li4Node(Node):

这是什么意思呢？如果没有学过面向对象的同学可能很懵逼，其实很简单，这种在自己名字里写一个Node的意思就是让Li4Node继承于Node，这样李四就能拥有Node所具备的属性和能力。

大家可以把Node理解成人类，Li4Node继承于Node,也就是说李四是一个人类,这样李四就拥有了人类所具备的手和脚等器官，且获得说话吃饭刷B站和关注小鱼公众号的能力了。

那代码里的Li4Node继承Node之后，会具备什么能力呢？在本节中用到了以下四个能力：

创建一个话题发布者的能力
创建一个定时器的能力
创建一个话题订阅者的能力
获取日志打印器的能力

接下来我们就依次调用Li4Node所继承的能力来实现订阅发布功能。

1.2 编写程序

用VsCode打开上一章中town_ws工作空间，并打开li4.py。我们在其中添加代码即可。

添加完成后Li4Node类中代码如下：

#!/usr/bin/env python3
import rclpy
from rclpy.node import Node
from std_msgs.msg import String

class Li4Node(Node):
    """
    创建一个李四节点，并在初始化时输出一句话
    """
    def __init__(self):
        super().__init__("li4") #给节点一个名字 li4
        self.get_logger().info("大家好，我是李四,我是一名作家！") #来个自我介绍
        self.write = self.create_publisher(String,"sexy_girl", 10) 
        timer_period = 1  #李四的手速，每1s写一段话，够不够快
        self.timer = self.create_timer(timer_period, self.timer_callback)  #启动一个定时装置，每 1 s,调用一次time_callback函数
        self.i = 0 # i 是个计数器，用来算章节编号的

    def timer_callback(self):
        """
        定时器，用于定时发布小说
        """
        msg = String()
        msg.data = '第%d回：潋滟湖 %d 次偶遇胡艳娘' % (self.i,self.i)
        self.write.publish(msg)  #将小说内容发布出去
        self.get_logger().info('李四:我发布了艳娘传奇："%s"' % msg.data)    #打印一下发布的数据，供我们看
        self.i += 1 #章节编号+1

1.3 代码讲解

创建发布者

self.create_publisher(String,"sexy_girl", 10)

小鱼这里使用create_publisher方法来创建的发布者，该方法一共有三个参数，第一个是方法类型，第二个是话题名称，第三个是消息队列长度，第一个参数我们这里添了String，需要注意的是，这里的String并非Python自带的字符串类型，我们使用

from std_msgs.msg import String

从std_msgs.msg中导入了String类，那std_msgs是什么呢？

std_msgs是ROS2自带的接口类型，其中规定了我们常用的大多数消息类型，可以使用下面的指令来查看std_msgs中所有的消息类型。

ros2 interface package std_msgs

大家可以根据自己的传输需要选择适合自己的消息类型，比如我们接下来想让李四收钱，我们将消息类型设置为UInt32，无符号整型，毕竟收钱没有收成负数的。

还可以使用 ros2 interface list查看所有ros2自带的消息类型。

需要注意的是，ros2中自带的类型基本上能够满足我们日常做机器人时的使用，但如果ros2中的消息类型不能满足我们的需求时，也可以选择自己定义消息类型。

定时器

这里小鱼使用了一个方法来创建一个定时器

self.create_timer(timer_period, self.timer_callback)

这个定时器的作用就是根据传入的timer_period时间周期，每隔一个timer_period秒，调用一次self.timer_callback函数。

在self.timer_callback函数里，我们使用publish方法将数据（小说内容）发送出去。也就是说每1s中发送一次小说内容。

self.write.publish(msg)  #将小说内容发布出去

2.测试是否发布成功

完成上面的代码后，我们就可以编译运行节点了。

在VsCode中可以使用下面的命令打开和拆分终端：

单独编译李家村，可以使用下面的指令来单独编译某一个功能包。

colcon build --packages-select  village_li

运行节点

source install/setup.bash
ros2 run village_li li4_node

3.订阅收钱话题(sexy_girl_money)

毕竟李四还要过生活的，不能给别人免费看，他就建立了一个收钱话题（sexy_girl_money），专门用来收艳娘传奇的稿费。

3.1 代码编写

在上一部分代码的基础上添加了创建订阅器的函数：

self.create_subscription(UInt32,"sexy_girl_money",self.recv_money_callback,10)

这句话的意思是创建订阅者，订阅话题sexy_girl_money,话题类型为UInt32,每次收到钱就去调用self.recv_money_callback函数存起来。

完整代码如下：

#!/usr/bin/env python3
import rclpy
from rclpy.node import Node
from std_msgs.msg import String
from std_msgs.msg import UInt32

class Li4Node(Node):
    """
    创建一个李四节点，并在初始化时输出一个话
    """
    def __init__(self):
        super().__init__("li4") #给节点一个名字 li4
        self.get_logger().info("大家好，我是李四,我是一名作家！") #来个自我介绍

        self.write = self.create_publisher(String,"sexy_girl", 10) 
        timer_period = 1  #李四的手速，每1s写一段话，够不够快
        self.timer = self.create_timer(timer_period, self.timer_callback)  #启动一个定时装置，每 1 s,调用一次time_callback函数
        self.i = 0 # i 是个计数器，用来算章节编号的

        # 账户钱的数量
        self.account = 0
        # 开启收钱箱
        self.sub_ = self.create_subscription(UInt32,"sexy_girl_money",self.recv_money_callback,10)

    def timer_callback(self):
        """
        定时器，用于定时发布小说
        """
        msg = String()
        msg.data = '第%d回：潋滟湖 %d 次偶遇胡艳娘' % (self.i,self.i)
        self.write.publish(msg)  #将小说内容发布出去
        self.get_logger().info('李四:我发布了艳娘传奇："%s"' % msg.data)    #打印一下发布的数据，供我们看
        self.i += 1 #章节编号+1

    def recv_money_callback(self,money):
        self.account += money.data
        self.get_logger().info('李四：我已经收到了%d的稿费' % self.account)


def main(args=None):
    """
    ros2运行该节点的入口函数，可配置函数名称
    """
    rclpy.init(args=args) # 初始化rclpy
    node = Li4Node()  # 新建一个节点
    rclpy.spin(node) # 保持节点运行，检测是否收到退出指令（Ctrl+C）
    rclpy.shutdown() # rcl关闭

4.测试是否订阅成功

再次编译运行li4节点。

colcon build --packages-select  village_li
source install/setup.bash
ros2 run village_li li4_node

使用Ctrl+Shift+5切分一个终端出来，然后通过命令行发布话题数据：

ROS2支持下面两种方式，其中方式2最后是有一个空格的，大家注意

ros2 topic pub  /sexy_girl_money std_msgs/msg/UInt32 {data:\ 10}

ros2 topic pub  /sexy_girl_money std_msgs/msg/UInt32 data:\ 10\

你可以看到，李四已经收到共计50块钱的稿费了。

5.总结

至此，相信你已经掌握了，如何编写一个Python的节点并进行话题订阅和发布了。

下一节小鱼将带你一起，动手帮王二订阅sexy_girl话题，并支付稿费，让我们继续加油吧~

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