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catkin_make与catkin build的关系与区别(使用catkin build的好处)

news 2025/7/31 3:47:21

在这篇文章中，我们来详细解释一下 python3-catkin-tools 这个软件包的作用以及catkin_make与catkin build的关系与区别。

简单来说，这是一个对 ROS1（机器人操作系统第一版）开发者来说极其重要且强烈推荐的工具包。

一句话总结

python3-catkin-tools 提供了一套名为 catkin_tools 的现代化命令行工具，它是 ROS1 默认构建工具 catkin_make 的一个功能更强大、速度更快、用户体验更好的替代品。

核心作用：构建 ROS1 的软件包

在 ROS1 中，所有的源代码都必须经过一个叫做 Catkin 的构建系统进行编译、链接，最终生成可执行文件、库文件等。

最初，ROS 提供的官方工具是 catkin_make。虽然它能完成工作，但存在一些缺点：

工作空间混乱：它会在你的工作空间根目录下创建 build 和 devel 两个文件夹，所有包的编译中间文件和最终产物都混在这两个文件夹里，难以管理和清理。
串行编译：它默认是一个一个地编译你的软件包，如果你的工作空间里有几十个包，速度会很慢。
用户界面不友好：输出信息杂乱，且功能单一。

为了解决这些问题，社区开发了 catkin_tools。python3-catkin-tools 就是这个工具针对 Python 3 环境的 apt 软件包名。（在早期的 Ubuntu/ROS 版本如 18.04/Melodic，你可能会安装 python-catkin-tools，它对应 Python 2）。

`catkin_tools` vs. `catkin_make` (关键区别)

这个对比能让你最直观地理解它的价值：

特性	`catkin_make` (旧工具)	`catkin_tools` (新工具，由本包提供)	优势说明
核心命令	`catkin_make`	`catkin build`	命令更具描述性，`build` 只是其功能之一。
工作空间布局	在工作空间根目录创建 `build` 和 `devel` 文件夹。	在工作空间根目录创建 `build`, `devel`, `logs`, `install` 文件夹。每个包的编译都在各自的子文件夹中隔离进行。	这是最大优势！布局清晰，不会互相污染。你可以安全地单独清理某个包的编译缓存，而不会影响其他包。
编译过程	默认串行编译，速度较慢。	默认并行编译，充分利用多核 CPU 资源。	编译速度显著提升，尤其是在大型工作空间中。
用户界面	输出信息是滚动的原始 `make` 日志，杂乱无章。	用户界面非常友好。它会整齐地列出每个包的编译状态（[BUILDING], [DONE], [FAILED]），并有进度条。	输出清晰直观，能快速定位哪个包编译失败，失败日志也单独存放，易于查找。
功能丰富度	功能单一，主要就是编译。	提供了一整套工作流工具，如 `catkin clean`, `catkin list`, `catkin config` 等。	提供了清理、配置、查看等全方位的项目管理能力。
配置灵活性	难以方便地切换编译配置（如 Debug/Release）。	支持构建配置文件 (Profiles)。你可以轻松创建和切换不同的配置（如 debug, release, release-with-asserts）。	极大地便利了开发和调试，一键切换不同的编译选项。

`catkin_tools` 的主要命令

安装 python3-catkin-tools 后，你就可以在你的 ROS1 Catkin 工作空间中使用以下命令：

初始化工作空间 (catkin init)
- 在一个空的工作空间目录运行，它会创建一个标记，告诉 catkin_tools 这是一个有效的工作空间。
构建包 (catkin build)
- catkin build: 编译工作空间里的所有包。
- catkin build <package_name>: 只编译指定的包及其依赖。
- catkin build --this: 只编译当前目录下的包。
清理工作空间 (catkin clean)
- catkin clean: 删除 build, devel, logs 等所有生成的文件，非常彻底。
- catkin clean <package_name>: 只清理指定包的编译产物，而不影响其他包！这是 catkin_make 无法做到的。
配置工作空间 (catkin config)
- catkin config --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release: 为工作空间设置 CMake 参数，例如切换到 Release 模式进行编译。
- catkin config -l: 列出当前的所有配置。
查看工作空间 (catkin list)
- 列出当前工作空间中所有的包。

它与 ROS2 的关系

值得注意的是，Catkin 是 ROS1 的构建系统。catkin_tools 是用于 ROS1 的。

ROS2 引入了一个全新的、更通用的构建系统叫做 colcon (Collective Construction)。colcon 的设计哲学在很大程度上借鉴了 catkin_tools 的成功经验，比如并行构建、清晰的日志输出等。所以，如果你熟悉 catkin_tools，你会发现上手 colcon 非常容易。