Asio Line-Based Operations

本文介绍了Asio库如何简化基于行协议的实现,如HTTP,通过async_read_until函数处理客户端请求的第一行。着重讲解了streambuf的使用和自定义匹配条件的示例,如读取直到遇到空格或特定字符。

许多常用的internet协议是基于行的,这意味着他们具有由字符序列"\r\n"分隔的协议元素。这样的协议有HTTP、SMTP和FTP。为更容易实现基于行的协议以及其他使用分隔符的协议,Asio包括read_until()和async_read_until()函数。
以下例子说明了在HTTP服务器中使用async_read_until()用来接收来自客户端请求的第1行:

class http_connection
{
  ...

  void start()
  {
    asio::async_read_until(socket_, data_, "\r\n",
        boost::bind(&http_connection::handle_request_line, this, _1));
  }

  void handle_request_line(asio::error_code ec)
  {
    if (!ec)
    {
      std::string method, uri, version;
      char sp1, sp2, cr, lf;
      std::istream is(&data_);
      is.unsetf(std::ios_base::skipws);
      is >> method >> sp1 >> uri >> sp2 >> version >> cr >> lf;
      ...
    }
  }

  ...

  asio::ip::tcp::socket socket_;
  asio::streambuf data_;
};

streambuf数据成员用作存储从socket读取的在搜索到分隔符之前的数据。重要的是要记住在分隔符之后可能还有其他数据。这些多余的数据应该留在streambuf中,以便随后调用read_until()或async_read_until()来检查它。
分隔符可以被指定为单个字符、std::string或者boost::regex, read_until()和async_read_until()函数还包括接受用户定义的函数对象作为匹配条件的重载。例如读取数据到一个streambuf中直到遇见空格:

typedef asio::buffers_iterator<
    asio::streambuf::const_buffers_type> iterator;

std::pair<iterator, bool>
match_whitespace(iterator begin, iterator end)
{
  iterator i = begin;
  while (i != end)
    if (std::isspace(*i++))
      return std::make_pair(i, true);
  return std::make_pair(i, false);
}
...
asio::streambuf b;
asio::read_until(s, b, match_whitespace);

读取数据到一个streambuf中直到遇见匹配的字符:

class match_char
{
public:
  explicit match_char(char c) : c_(c) {}

  template <typename Iterator>
  std::pair<Iterator, bool> operator()(
      Iterator begin, Iterator end) const
  {
    Iterator i = begin;
    while (i != end)
      if (c_ == *i++)
        return std::make_pair(i, true);
    return std::make_pair(i, false);
  }

private:
  char c_;
};

namespace asio {
  template <> struct is_match_condition<match_char>
    : public boost::true_type {};
} // namespace asio
...
asio::streambuf b;
asio::read_until(s, b, match_char('a'));

is_match_condition<> 对于函数和具有嵌套result_type typedef的函数对象自动评估为true. 对于其他类型,必须显示特化,如上所示。

原文

【四轴飞行器】非线性三自由度四轴飞行器模拟器研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕非线性三自由度四轴飞行器的建模与仿真展开,重点介绍了基于Matlab的飞行器动力学模型构建与控制系统设计方法。通过对四轴飞行器非线性运动方程的推导,建立其在三维空间中的姿态与位置动态模型,并采用数值仿真手段实现飞行器在复杂环境下的行为模拟。文中详细阐述了系统状态方程的构建、控制输入设计以及仿真参数设置,并结合具体代码实现展示了如何对飞行器进行稳定控制与轨迹跟踪。此外,文章还提到了多种优化与控制策略的应用背景,如模型预测控制、PID控制等,突出了Matlab工具在无人机系统仿真中的强大功能。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础和Matlab编程能力的高校学生、科研人员及从事无人机系统开发的工程师;尤其适合从事飞行器建模、控制算法研究及相关领域研究的专业人士。; 使用场景及目标:①用于四轴飞行器非线性动力学建模的教学与科研实践;②为无人机控制系统设计(如姿态控制、轨迹跟踪)提供仿真验证平台;③支持高级控制算法(如MPC、LQR、PID)的研究与对比分析; 阅读建议:建议读者结合文中提到的Matlab代码与仿真模型,动手实践飞行器建模与控制流程,重点关注动力学方程的实现与控制器参数调优,同时可拓展至多自由度或复杂环境下的飞行仿真研究。
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