对于SPFA的一些理解(写给自己)

SPFA

算法优点:

    1.时间复杂度比普通的Dijkstra和Ford低。
    2.能够计算负权图问题。
    3.能够判断是否有负环

核心思想

我们采取的方法是动态逼近法:
1.设立一个先进先出的队列
2.每次取出队首元素,用队首元素到起点的最优值对与其相连的其他元素的到起点的最优值进行优化(a+b>c)正确性是显然的
3.当队列为空时及所有元素优化到不能再优化了,算法结束

SPFA对于负边权的处理

SPFA对于所有正边权都双向存边
对于所有负边权都单项存边
why???!!!
因为若对负边权双向存边的话,设a,b两点之间边权为-2,a->b b->a 。a,b可以互相无限松弛,没有个头,这样的话还怎么判断负环和单个的负边权呢!(重点重点重点)
||好了,如果单项存边,那么这个负边权只能由a->b被使用,b->a使用不了,所以可以满足要求

SPFA对于负环

由于负边权时单向储存的,假设三个点a,b,c;
a->b;b->c;c->a;
如果a,b,c转了一圈a点的值变小了的话,那么可以用a再一次更新b,b再一次更新a,a又获得一个更小值,如此往复;
如果当a进队超过n-1次那么一定存在负环,因为n个点的图,入度最大为n-1,若超过n-1,那么一定存在负环

<think>好的,用户现在想知道如何在树莓派上使用C++通过UDP与运行在虚拟机上的mavproxy.py通信。首先,我需要确认用户的环境和需求。用户提到电脑的IP是196.168.56.1,这可能是个笔误,通常内网IP是192.168.x.x,可能应该是192.168.56.1。树莓派通过WiFi连接到电脑,IP是192.168.137.143。用户可能是在虚拟机中运行MAVProxy,并且需要树莓派作为无人机或其他MAVLink设备与之通信。 首先,我需要回忆MAVProxy通常使用的端口。MAVProxy默认使用UDP端口14550作为接收端口,所以树莓派需要发送数据到这个端口。用户需要编写C++程序,在树莓派上创建UDP客户端,将MAVLink消息发送到电脑的IP和端口。 接下来,我需要考虑C++中UDP通信的实现步骤。树莓派作为客户端,需要创建socket,设置目标地址和端口,然后发送数据。同时,用户可能需要处理MAVLink消息的打包,这需要用到MAVLink库。用户需要安装MAVLink库,或者手动包含生成的头文件。 用户可能遇到的问题包括网络配置是否正确,比如虚拟机网络是否是桥接或NAT,是否正确设置了端口转发。例如,如果虚拟机使用NAT,可能需要将宿主机的端口转发到虚拟机的14550端口。此外,防火墙设置可能会阻止UDP数据包,需要确保防火墙允许该端口的通信。 另外,MAVLink消息的构造是否正确也是一个关键点。用户需要确保使用正确的系统ID、组件ID和消息类型。测试时,可以先发送简单的心跳消息,确认通信是否建立。 用户可能需要指导如何编译和运行C++代码,包括链接必要的库。如果使用MAVLink库,编译时需要指定头文件路径和链接库。此外,用户可能需要验证网络连通性,比如使用ping命令检查树莓派和电脑之间的连接,或者使用netcat测试UDP端口是否开放。 最后,用户可能需要示例代码的结构,包括创建socket、设置地址、打包MAVLink消息和发送数据包的步骤。需要提醒用户注意字节序和数据结构对齐的问题,尤其是在不同平台上。此外,错误处理也是重要的,比如检查socket创建、发送是否成功,以及适当的日志输出帮助调试。</think>在树莓派上通过UDP与运行在虚拟机中的`mavproxy.py`通信,需明确以下关键点及步骤: --- ### **1. 网络环境验证** - **电脑(虚拟机)IP**:`196.168.56.1`(需确认是否为`192.168.56.1`,可能是笔误) - **树莓派IP**:`192.168.137.143` - **通信要求**: - 确保树莓派与电脑在同一局域网内(通过`ping 196.168.56.1`验证连通性) - 确认虚拟机网络模式为**桥接**或**NAT+端口转发**,确保UDP端口开放 --- ### **2. MAVProxy配置** 启动`mavproxy.py`时需绑定UDP端口(默认使用14550端口): ```bash mavproxy.py --out=udp:196.168.56.1:14550 --master=udp:0.0.0.0:14550 ``` - `--out`:指定发送MAVLink消息的目标地址(树莓派需向此地址发送数据) - `--master`:指定MAVProxy监听的UDP端口 --- ### **3. C++ UDP通信实现(树莓派端)** #### **代码框架** ```cpp #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <cstring> #include <iostream> // 需包含MAVLink生成的头文件(如mavlink.h) // 编译前需安装或生成MAVLink库 int main() { // 创建UDP Socket int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd < 0) { std::cerr << "Socket creation failed" << std::endl; return -1; } // 设置目标地址(MAVProxy所在电脑的IP和端口) struct sockaddr_in dest_addr; memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr)); dest_addr.sin_family = AF_INET; dest_addr.sin_port = htons(14550); // MAVProxy默认端口 dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("196.168.56.1"); // 目标IP // 构造MAVLink消息(示例:心跳包) mavlink_message_t msg; uint8_t buffer[MAVLINK_MAX_PACKET_LEN]; mavlink_msg_heartbeat_pack( 1, // system_id 1, // component_id &msg, MAV_TYPE_GCS, // 类型为地面站 MAV_AUTOPILOT_INVALID, 0, 0, 0 ); // 将消息序列化到缓冲区 uint16_t len = mavlink_msg_to_send_buffer(buffer, &msg); // 发送UDP数据包 ssize_t sent_bytes = sendto( sockfd, buffer, len, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr) ); if (sent_bytes < 0) { std::cerr << "Send failed" << std::endl; } else { std::cout << "Sent " << sent_bytes << " bytes" << std::endl; } close(sockfd); return 0; } ``` --- ### **4. 关键步骤说明** #### **(1) 安装MAVLink库** - 生成MAVLink头文件: ```bash git clone https://github.com/mavlink/mavlink.git cd mavlink python -m pymavlink.tools.mavgen --lang=C --wire-protocol=2.0 --output=generated message_definitions/v1.0/common.xml ``` - 将生成的`mavlink`目录复制到项目路径,并在代码中包含头文件。 #### **(2) 编译与运行** - 编译命令(需链接MAVLink): ```bash g++ -I/path/to/mavlink your_code.cpp -o mav_udp ``` - 运行程序: ```bash ./mav_udp ``` #### **(3) 验证通信** - 在`mavproxy.py`控制台查看是否收到心跳包(输出类似`GOT HEARTBEAT`)。 - 使用Wireshark过滤UDP端口14550,检查数据包是否正常发送。 --- ### **5. 常见问题排查** | 问题现象 | 解决方案 | |-------------------------|------------------------------------------| | 发送失败 (`sendto`报错) | 检查目标IP/端口是否正确、防火墙是否放行 | | MAVProxy未收到消息 | 确认虚拟机网络配置(NAT需端口转发) | | 编译错误(缺少头文件) | 检查`-I`参数路径是否包含MAVLink生成目录 | --- ### **扩展建议** - **协议增强**:根据需求发送其他MAVLink消息(如指令、传感器数据)。 - **多线程处理**:若需同时收发数据,可分离发送和接收逻辑到不同线程。 - **错误重试**:添加数据包重发机制提升可靠性。
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