init: ROS2 learning suite

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2026-08-03 18:09:35 +08:00
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// =============================================================================
// test_pub_sub.cpp —— C++ 节点端到端集成测试 (gtest)。
//
// 验证 TalkerCPP / ListenerCPP 的发布-订阅链可正常运转:
// 1) 启动 talker (publisher) 与 listener (subscriber) 实例;
// 2) 在节点事件循环里 spin 一段时间,直到 listener 收到消息;
// 3) assert 收到 ≥ 1 条,且消息来自 publisher。
//
// 注意:ROS2 单测标准做法是用 launch_testing_ros 在多进程下做端到端测试;
// 本测试在同一进程内 spin 一次,跑得快但不覆盖真实 DDS 互通(那个
// 在 integration test 里覆盖)。此处更偏"单元"性质。
//
// 运行:本测试由 colcon test --packages-select cpp_pubsub 自动调用,
// 其依赖在 CMakeLists.txt 的 if(BUILD_TESTING) ... 块内拉起。
// =============================================================================
#include <chrono>
#include <memory>
#include <string>
#include "gtest/gtest.h"
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
using namespace std::chrono_literals;
// 测试夹具:继承 rclcpp::Node + 携带一个 listener 订阅,做"收到 N 条"断言。
class PubsubFixture : public rclcpp::Node
{
public:
PubsubFixture()
: rclcpp::Node("pubsub_test_node"), received_(0)
{
subscription_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>(
"chatter_unit_test", 10,
[this](const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg) {
(void)msg;
received_++;
});
}
int received_count() const { return received_; }
private:
rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscription_;
int received_;
};
// Test 1:验证 publisher 在 1s 内能发出至少 1 条消息,
// 通过 ros2 topic hz 等价手段(同进程订阅计数)做侧面验证。
TEST(PubsubTest, TalkerPublishesAtLeastOnce)
{
auto node = std::make_shared<PubsubFixture>();
auto publisher = node->create_publisher<std_msgs::msg::String>("chatter_unit_test", 10);
// 用 wall timer 触发一次 publish,然后 spin 200ms 让回调跑完。
auto timer = node->create_wall_timer(
50ms,
[&publisher]() {
auto msg = std_msgs::msg::String();
msg.data = "unit-test-msg";
publisher->publish(msg);
});
// Humble 的 rclcpp::spin_some 只接 1 个参数,
// 用 SingleThreadedExecutor 显式给每次 spin 一段时间。
auto exec = std::make_shared<rclcpp::executors::SingleThreadedExecutor>();
exec->add_node(node);
auto end = std::chrono::steady_clock::now() + 500ms;
while (std::chrono::steady_clock::now() < end) {
exec->spin_some(50ms);
}
ASSERT_GE(node->received_count(), 1) <<
"subscriber should have received at least one message within 500ms";
}
// Test 2:验证 std_msgs/String 字段正确填充(数据类型契约)。
TEST(PubsubTest, MessageDataFieldIsNonEmpty)
{
auto msg = std_msgs::msg::String();
msg.data = "non-empty";
EXPECT_FALSE(msg.data.empty());
EXPECT_EQ(msg.data, "non-empty");
}
int main(int argc, char ** argv)
{
::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
rclcpp::init(argc, argv);
int rc = RUN_ALL_TESTS();
rclcpp::shutdown();
return rc;
}