Arduino哈希表/字典

Question

Arduino哈希表/字典

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我正在尝试在Arduino Mega 2560上使用哈希表或字典。我的目标是实现类似以下的功能：

dictionary[ENGLISH]["ACCOUNT"] = "Account";
dictionary[ENGLISH]["DATE_AND_TIME"] = "Date and Time";
dictionary[ENGLISH]["IDLE"] = "Idle";
dictionary[ENGLISH]["Language"] = "Languge"
dictionary[ENGLISH]["MAIN_MENU"] = "Main Menu";
dictionary[ENGLISH]["PRESCRIPTION"] = "Prescription";
dictionary[ENGLISH]["SETTINGS"] = "Settings";
dictionary[ENGLISH]["SOUND"] = "Sound";

其中ENGLISH实际上是一个常量0，我还会有SPANISH和FRENCH（分别为1和2），也就是一个包含三个字典元素的数组。

在首次谷歌搜索中，我找到了一个模拟C++ STL库的链接，但它在我的Arduino 1.0.3上根本无法工作。我想知道是否有人对于在arduino中使用maps /哈希表有替代方法，或者有方法使上述库正常工作。

为了解释我的情况，我正在通过触摸屏模拟菜单系统，它必须接受三种语言（用于按钮）。所选的语言可以在EEPROM中找到，并将其保存在变量'lang'中，当我需要向屏幕打印内容时，我会执行类似以下的操作：

    screen.print(dictionary[lang]["SOUND"], CENTER, 23);

根据用户选择的“lang”语言，相应地打印输出，这是理想情况。

- Robert Cardona

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std::map<int, std::map<std::string, std::string> > 怎么样？ - user529758

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目前我所知道的是，Arduino没有标准库。上面提到的那个库对我来说不起作用（我理解你的建议：不要制作字典数组，而是制作一个字典，其中 'lang' 是字典中的第一个元素，但我现在无法使用映射）。（我澄清了我的问题！） - Robert Cardona

每种语言您将有多少个条目？ - angelatlarge

也许是这个：http://playground.arduino.cc/Code/HashMap - spring

@user529758 Arduino没有stdlib实现。std命名空间中没有任何内容。 - Pharap

3个回答

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您可以使用数据结构来定义一个字典：

typedef struct { 
  uint8_t lang;
  char* sound;
  char* value;
} langDictionary;

然后您可以使用要使用的值定义该结构的数组：

const langDictionary myDictionaryArr[] {
    {0, "ENGLISH", "Settings"},
    {1, "SPANISH", "Ajustes"},
    {2, "FRENCH", "Paramètres"}
};

最后，您可以使用数组来搜索属性：

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  for(uint8_t i = 0; i < sizeof(myDictionaryArr)/sizeof(langDictionary); ++i) {
      Serial.println(myDictionaryArr[i].value); //Prints the values: "Settings", "Ajustes" and "Paramètres"
  }
}

- J.C. Gras

这是一个不错的技巧，当你想模拟字典时，其中键是数组的索引。 - Georgi Peev

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虽然我完全同意之前的答案，但Arduino Playground有一个针对Arduino的"HashMap Library"。

- jitter

使用HashMap库时出现错误，缺少WProgram.h。 - Ciasto piekarz

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好的，请尝试删除include语句或将文件名更改为Arduino.h。 - jitter

@clankill3r，您能否请更具体一些？ - jitter

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操场上有一张提示牌：提示：这不是一个真正的哈希表，而是一个键值映射。在该“哈希表”中搜索是通过遍历所有条目完成的，而不是通过哈希密钥查找。一种在O(N)中执行查找的“哈希表”，即完全扫描数据的过程，并非真正的哈希表，而是掩盖了的数组。 - BigMan73

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我发现你不能重载这个Arduino哈希映射来使用自定义结构体，它只能存储整数 :( - doublejosh

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可以查看英文原文，
原文链接

- angelatlarge · Accepted Answer

我认为在这里使用哈希表可能是不必要的，而且在这个平台上避免使用它也有很好的理由。

为什么哈希表可能是不必要的

通常在这种情况下，没有必要使用字符串键，因为键仅在您的代码内部可见，并且从程序外部不与键交互。因此，通常的解决方案是使用（伪）整数键，形式为＃define，由预处理器处理而不是您的程序：

#define kWORDIDX_LANGUAGE   1
#define kWORDIDX_SOUND      2
#define kWORDIDX_MAINMENU   3
#define kWORDIDX_SPAGHETTI  4
...
dictionary[ENGLISH][kWORDIDX_SOUND] = "Sound";
...

您可以像这样访问您的字典条目：Sreen.print(dictionary[lang][kWORDIDX_SOUND], CENTER, 23);或类似的方式。

这种方法的优点是：

节省内存空间：不使用字符串键
节省处理时间：虽然哈希表访问在技术上是O（1），但仍涉及计算哈希的常数因素。数组访问更快。
您的代码更不容易出错：如果您使用字符串访问（这是一种魔术数字形式）拼写错误，则会得到哈希表未命中。如果您拼错了其中一个#define的键，您将获得编译错误，这正是您想要的

为什么您不想在Arduino上使用哈希表

Arduino是一个受限制的平台：它的内存非常有限。使用真正的哈希映射的问题如下：

字符串占用的内存空间比整型变量（通常）要多。使用被编译器转换为整数字面值的#define键，每个键使用1、2或4个字节（取决于编译器设置），而每个字符串键需要strlen(s) + 1个内存空间来存储。这个空间实际上被使用了两次：一次在Flash中（那是变量初始化的地方），一次在SRAM中。
哈希映射数据结构本身占用更多的内存：在开放地址法中，哈希映射中可能有未使用的条目开销，而在分离链接法中，哈希映射中的链表可能占据更多的空间。由于您的数据是只读的，因此您不需要这种开销，因为哈希表将不会添加任何内容。
人们用来节省Arduino内存的一个技巧是仅将只读数据（如字符串）存储在程序存储器中（而不是SRAM），使用PROGMEM关键字。如果您使用哈希映射构建字典，则无法使用此方法。另一方面，如果按照上述#define类型的索引方案，将所有语言字符串存储为PROGMEM字符串将非常容易。