ROS Point Cloud Library (PCL) - 1. Ptr, ConstPtr의 완벽 이해 (1) shared

PCL pointer Ptr 선언

향후 PCL 라이브러리의 예제코드들을 살펴보면 Ptr에 대해 굉장히 많이 나오게 됩니다.

pcl::PointCloud의 Ptr은 아래와 같이 선언해서 사용합니다.

pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr ptr_cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);

그리고 이의 정의는 PCL의 point_cloud.h의 413번 째 줄에 정의돼있습니다.

pcl_img

저또한 솔직히 말씀드리면 석사 시절에는 라이브러리를 사용하는데 큰 뜻을 사용하느라 Ptr이 지니는 의미에 대해 깊게 생각해보지 않았었습니다.

하지만, 이 Ptr은 PCL에서의 사용법이 문제 아니라, modern C++에서 도입한 스마트 포인터(smart pointer)라는 핵심적인 개념이기에, 설명드리려 합니다.

결론부터 말씀드리자면 pcl::PointCloud<T>::Ptr를 사용하는 이유는 제가 생각하기에 아래 두 요인이 큰 것 같습니다.

pcl::PointCloud<T>::Ptr는 typedef로 안에 boost::shared_ptr로 되어 있는데, 소멸할 때 pointcloud data를 자동적으로 delete해주기 때문
2의 내용은 std::vector를 사용할 때 발생하는 memory leak과 관련이 있습니다. 관심 있으신 분은 google에 vector memory leak이라고 검색하시거나 여기글을 보시면, 이러한 현상을 해결하기 위해 boost::shared_ptr을 사용한다고 합니다.
- 한 줄 요약: std::vector의 clear()나 resize()는 vector의 iterator의 위치만 이동시켜주고, 해당하는 메모리를 delete하지 않는 문제가 있음. 근데 boost::shared_ptr을 쓰면 자동적으로 메모리 해제를 해 줌

그럼, 기존의 reference 기반의 pointer처럼 pcl::PointCloud의 주소를 Ptr에 넘겨주면 될까요?

ptr_cloud = &cloud2; // Wrong :(

정답은 틀렸습니다!! 자세히 wiki를 살펴보시면 boost::shared_ptr로 구성되어 있기때문에, 아래와 같이 사용해야 pointcloud가 원래 지니던 points들을 건내받을 수 있습니다.

*ptr_cloud = cloud2; // Right :)

ptr을 살펴보기 앞서, boost::shared_ptr의 사용 예제부터 차근차근 살펴보면 훨씬 이해하기 쉬우실 겁니다. :)

가장 먼저 선언을 하고자 하면, 이 boost::shared_ptr을 사용하려면 shared_ptr가 가리키고자 할 객체의 메모리를 할당해주어 합니다.

그래서 위의 예시 코드 처럼 new를 사용해서 요청한 타입의 객체를 담을 수 있는 크기의 메모리를 할당해 주어야 합니다.

그 후 요소의 접근은 (*vec_ptr)과 같이 이용해서 기존의 pointer와 같이 유사하게 사용할 수 있습니다.

여기서 주의할 점은 shared_ptr이 가리키는 객체의 값을 변경할 때도 마찬가지로 *을 붙혀주어야 한다는 것입니다.

여기서 vec_ptr이 pointer의 느낌이다 보니, ‘그냥 객체를 참조하는 거 아냐? (마치 array나 vector의 젤 앞쪽을 가리키는 pointer를 다른 array/vector를 가리키게 수정하는 것처럼)’라고 혼동하실 수도 있는데, 아닙니다.

rvalue가 shared_ptr이 가리키고 있는 메모리에 통째로 복사되는 행위임을 잊으시면 안 됩니다.

여기서 살펴본 것을 바탕으로, 바로 PCL 상의 Ptr이 어떻게 쓰이는 지 살펴보도록 하겠습니다.

Point Cloud Library Tutorial 시리즈입니다.

모든 코드는 이 레포지토리에 있고, ros package로 구성되어 있어 build하여 직접 돌려보실 수 있습니다