跟着 ardupilot 学 C++ 系列之类和对象

trilobite

背景介绍：
买了 Sugar 做的麦轮车的朋友表示自己飞飞机是美国手，用 Sugar 配的遥控不习惯。
是的呢，因为 Sugar 玩飞机是日本手。
下面说说美国手、日本手在玩麦轮车上的什么差别，以及要换手的话该怎样改程序。
重点说一说怎样从生活的角度理解 C++ 最基本的概念“类和对象”。

遥杆通道

x 控前后平移
y 控左右平移
z 控平面旋转

上图中的 ADC 通道缓冲区，是 Sugar 写的遥控器代码里的，如下图：



不难看出，因为麦轮车能够横向平移的特点，其控制与多旋翼飞机比，仅少了一个油门通道（图中标“空”的在多旋翼飞机里就是油门）。所以，相比于其他种类的模型车，美国手、日本手的差别就比较明显（主要体现在前后左右的控制上）。
怎样改成美国手：注释掉 RC_Channel.h 的第 6 行“#define RC_MODE_1”就行了。因为：



白话讲“类和对象”

面向对象的编程离不开类和对象，这里 Sugar 不讲编程，尝试从生活的角度说一说啥是类、啥是对象。

Sugar 上学时当过理综（理、化、生）课代表，就以物理课代表来说，最常做的两件事是：从老师那里得到作业内容并布置给同学们、从老师那里取练习卷发给同学们。不妨按下面的格式写一下这两件事：



这样写出来不难发现，要完成课代表的工作只需要明确两件事就行了：一是，要干什么事；二是，用什么来做要干的事。
这样不难发现，当课代表要做的事和做事用的资源都明确后，只要找一个人来担任课代表就能把这些事情做起来了。事实上我们生活中的任何一个职位都是这样发挥作用的。
说了这么多，与“类和对象”有啥关系呢？其实，“类”就相当于上面图片的作用：明确任务以及用什么做这些任务。“对象”就是来做这些任务的人。不难发现：只有类没有对象是不能把事情做起来的。（会C++的同学在这里不要起高调说“类的静态函数是可以不通过对象调用的”，这跟目前要表达的不是一个问题。）

ardupilot 里的类和对象

下面以 ardupilot 为例从宏观角度说一下：什么东西可以写成一个类。

1、某一领域的算法或某种软件功能写成一个类
比如：算法类 AC_AttitudeControl、AC_Avoidance、AP_NavEKF2 等；功能类 AP_Logger、AP_Math 等。
2、某一类硬件写成一个类
比如：AP_GPS、AP_Baro、AP_Beacon等。
3、不同平台写成一个类
比如：AP_HAL_ChibiOS、AP_HAL_Linux、AP_HAL_SITL等。

上面是 Sugar 理解的 ardupilot C++ 类的划分方法。说到类的划分，我们日常生活中耳熟能详的一个词是“分类整理”，提到“分类”就联想到“整理”。提到整理，就要有“整理的方法”和“整理的东西”。回看 ardupilot 支持的设备：ArtennaTracker 追踪天线、APMrover2 各种车、ArduCopter 各种旋翼飞机、ArduPlane 各种固定翼、ArduSub 水下设备。Sugar 统称这些为“设备层”，设备层代码就是对 libraries 里的各个类按设备所需的方法进行整理而做出的。libraries 就是负责给出整理的东西（上面那三种分类的代码）。

这里把 OOP 类和对象的“类”与生活中分类整理的“类”混说了一下，有没有发现生活其实跟编程很接近，爱生活的人对编程更容易接受就是这个原因。
ardupilot 的传承

Sugar 很喜欢 ardupilot 的代码，但因为 ardupilot 代码非常庞大，容易引起初学者的畏难心理，所以Sugar 决定发扬 ardupilot 代码的优秀思想做一套简单的开源程序。
Sugar 传承 ardupilot 的想法很早就有了，一直没下手是因为没有找到合适的载体。直到今年给宝宝做生日礼物，然后发朋友圈有人购买，才促成了 Sugar 现在开源的麦克纳姆轮车代码。
在《ardupilot 利箭离弦式飞速起步方略》中 Sugar 让麦轮车的代码目录亮了个相。
在《一起来做遥控车（软件架构训练三终篇）》中提到了是大家的支持促成了这个传承。
Sugar 希望大家能用更短的时间学到精华的东西，不仅仅是那些行固定的 ardupilot 代码。所以 Sugar 有想法把这套体积小、组织精、入门简单的麦轮车代码继续维护下去，希望能得到各位伙伴的支持。
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