Arduino哈希表/字典

Question

我正在尝试让哈希表或字典在 Arduino Mega 2560 上工作。我的目标是拥有类似的东西

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 本质上是一个常数 0，我也会有 SPANISH 和 FRENCH（分别为 1 和 2）。也就是说，一个由 3 个字典元素组成的数组。

在第一次 Google 搜索中，我找到了一个模拟 C++ STL 的库的 link，但它根本不适用于我的 Arduino 1.0.3。我想知道是否有人可以为我在 arduino 中使用地图/哈希表的替代方法，或修复以使提到的库正常工作。

对于我的情况，我正在通过 Arduino 上的触摸屏对菜单系统进行建模，它必须接受 3 种语言（用于按钮）。所选语言位于 EEPROM 中的某个位置，我会将其保存在变量 'lang' 中，当我需要在屏幕上打印某些内容时，我会执行以下操作：

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

根据用户选择的“语言”，理想情况下，它会相应地打印。

Answer 1

我认为这里可能不需要哈希表，无论如何在这个平台上都有充分的理由避免它。

为什么不需要哈希表

在这种情况下，通常不需要 string 键，因为该键仅在您的代码内部可见，并且不会与您的程序外部进行交互。因此，通常的解决方案是使用#define 形式的（伪）整数键，由预处理器而不是您的程序处理：

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

然后您可以访问您的字典条目，例如 Sreen.print(dictionary[lang][kWORDIDX_SOUND], CENTER, 23); 或类似内容。

这种方法的优点是：

• 您正在节省内存空间：没有使用字符串键
• 您正在节省处理时间：虽然哈希表访问在技术上是 O(1)，但仍然涉及到计算哈希的常量因素。数组访问速度更快。
• 您的代码不太容易出错：如果您使用字符串访问（无论如何都是幻数的一种形式）拼错了您的密钥，您将得到一个哈希表未命中。如果你拼错了#defined 键之一，你会得到一个编译错误，这就是你想要的

为什么你不想在 Arduino 上使用哈希表

Arduino 是一个内存受限的平台：它的内存非常有限。使用真正的hash map的问题如下：

• 字符串占用比ints（通常）更多的内存空间。使用 #define 键（编译器将其转换为整数文字），每个键使用 1、2 或 4 个字节（取决于您的编译器设置），而每个字符串键需要 strlen(s) + 1 存储空间。这个空间实际上被使用了两次：一次在闪存中（即变量初始化的地方），一次在 SRAM 中。
• 哈希映射数据结构本身占用更多内存：哈希映射中的空条目（在open addressing 方案中）或链表（在separate chaining scheme 中）存在开销。由于您的数据是只读的，因此您不需要该开销，因为不会添加哈希表。
• 人们用来在 Arduinos 中节省内存的一个技巧是使用 PROGMEM 关键字将只读数据（如字符串）仅存储在 program memory（而不是 SRAM）中。如果您使用哈希映射构建字典，则您将无法使用此路由。另一方面，给定上述#define-type 索引方案，将所有语言字符串存储为PROGMEM 字符串将非常容易。

Answer 2

您也可以使用数据结构来定义字典：

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

然后你可以用要使用的值定义一个结构数组：

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

最后你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"
  }
}

Answer 3

虽然我完全同意前面的答案，但 arduino playground 的名称为“HashMap Library for Arduino”。