一、Catkin编译系统
对于源代码包，我们只有编译才能在系统上运行。而Linux下的编译器有gcc、g++，随着源文件的增加，直接用gcc/g++命令的方式显得效率低下，人们开始用Makefile来进行编译。然而随着工程体量的增大，Makefile也不能满足需求，于是便出现了Cmake工具。CMake是对 make工具的生成器，是更高层的工具，它简化了编译构建过程，能够管理大型项目，具有良好的扩展性。对于ROS这样大体量的平台来说，就采用的是CMake，并且ROS对CMake进行了扩展，于是便有了Catkin编译系统。
Catkin操作比早期的ROS编译系统rosbuild更加简化且工作效率更高，可移植性更好，而且支持交叉编译和更加合理的功能包分配。目前的ROS同时支持着rosbuild和Catkin两种编译系统，但ROS的核心软件包也已经全部转换为Catkin。
Catkin特点
catkin编译的工作流程如下：
- 首先在工作空间catkin_ws/src/下递归的查找其中每一个ROS的package。
- package中会有package.xml 和CMakeLists.txt 文件，Catkin(CMake)编译系统依 据CMakeLists.txt文件,从而生成makefiles(放在 *catkin_ws/build/ *)。
- 然后make刚刚生成的makefiles等文件，编译链接生成可执行文件(放在catkin_ws/devel)。
也就是说，Catkin就是将cmake与make指令做了一个封装从而完成整个编译过程的工具。 catkin有比较突出的优点，主要是：
- 操作更加简单
- 一次配置，多次使用
- 跨依赖项目编译
使用 catkin_make 进行编译
要用catkin编译一个工程或软件包，只需要用catkin_make指令。一般当我们写完代码，执行 一次catkin_make进行编译,调用系统自动完成编译和链接过程，构建生成目标文件。编译的 一般性流程如下:
$ cd ~/catkin_ws #回到工作空间,catkin_make必须在工作空间下执行
$ catkin_make #开始编译
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #刷新坏境
注意:catkin编译之前需要回到工作空间目录，catkin_make在其他路径下编译不会成功。编译完成后，如果有新的目标文件产生（原来没有），那么一般紧跟着要source刷新环境，使得系统能够找到刚才编译生成的ROS可执行文件。这个细节比较容易遗漏，致使后面出现可执行文件无法打开等错误。
catkin_make 命令也有一些可选参数,可以通过命令查询：
$ catkin_make --help
二、catkin工作空间
Catkin工作空间是创建、修改、编译catkin软件包的目录。catkin的工作空间，直观的形容就是一个仓库，里面装载着ROS的各种项目工程，便于系统组织管理调用。在可视化图形界面里是一个文件夹。我们自己写的ROS代码通常就放在工作空间中。
初始化catkin工作空间
首先我们要在计算机上创建一个 初始的 catkin_ws/ 路径，这也是 catkin 工作空间结构的最高层级。输入下列指令，完成初始创建。
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make #初始化工作空间
第一行代码直接创建了第二层级的文件夹src，这也是我们放ROS软件包的地方。
第二行代码使得进程进入工作空间，然后再是catkin_make。
注意：
catkin_make命令必须在工作空间这个路径上执行- 原先的初始化命令
catkin_init_workspace仍然保留
结构介绍
catkin的结构十分清晰，具体的catkin工作空间结构图如下。初看起来catkin工作空间看起来极其复杂，其实不然，catkin工作空间的结构其实非常清晰。
在工作空间下用tree命令，显示文件结构。
$ cd ~/catkin_ws
$ sudo apt install tree
$ tree
通过tree命令可以看到catkin工作空间的结构,它包括了 src 、build 、devel 三个路径，在有些编译选项下也可能包括其他。但这三个文件夹是catkin编译系统默认的。它们的具体作用 如下：
- src/: ROS的catkin软件包（源代码包）。
- build/: catkin（CMake）的缓存信息和中间文件 。
- devel/: 生成的目标文件（包括头文件，动态链接库，静态链接库，可执行文件等）、环境变量。
在编译过程中，它们的工作流程如图：
后两个路径由catkin系统自动生成、管理，我们日常的开发一般不会去涉及，而主要用到的是 src文件夹，我们写的ROS程序、网上下载的ROS源代码包都存放在这里。
在编译时，catkin编译系统会递归的查找和编译 src/ 下的每一个源代码包。因此你也可以把 几个源代码包放到同一个文件夹下，如下图所示：
catkin工作空间基本就是以上的结构，package是catkin工作空间的基本单元，我们在ROS开发时，写好代码，然后catkin_make，系统就会完成所有编译构建的工作。
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本文作为笔记查阅之用，无涉其他用途。
