【连载】【ALIENTEK 战舰STM32开发板】STM32开发指南--第五十二章 T9拼音输入法实验

正点原子-122954

 

<a name="_Toc342394375">52.1 拼音输入法简介  

在计算机上汉字的输入法有很多种，比如拼音输入法、五笔输入法、笔画输入法、区位输入法等。其中，又以拼音输入法用的最多。拼音输入法又可以分为很多类，比如全拼输入、双拼输入等。
而在手机上，用的最多的应该算是T9拼音输入法了，T9输入法全名为智能输入法，字库容量九千多字，支持十多种语言。T9输入法是由美国特捷通讯（Tegic Communications）软件公司开发的，该输入法解决了小型掌上设备的文字输入问题，已经成为全球手机文字输入的标准之一。
一般，手机拼音输入键盘如图52.1.1所示：

图52.1.1 手机拼音输入键盘在这个键盘上，我们对比下传统的输入法和T9输入法，输入“中国”两个字需要的按键次数。传统的方法，先按4次9，输入字母z，再按2次4，输入字母h，再按3次6，输入字母o，再按2次6，输入字母n，最后按1次4，输入字母g。这样，输入“中”字，要按键12次，接着同样的方法，输入“国”字，需要按6次，总共就是18次按键。
如果是T9，我们输入“中”字，只需要输入：9、4、6、6、4，即可实现输入“中”字，在选择中字之后，T9会联想出一系列同中字组合的次，如文、国、断、山等。这样输入“国”字，我们直接选择即可，所以输入“国”字按键0次，这样T9总共只需要5次按键。
这就是T9智能输入法的优越之处。正因为T9输入法高效便捷的输入方式得到了众多手机厂商的采用，以至于T9成为了使用频率最高知名度最大的手机输入法。
本章，我们实现的T9拼音输入法，没有真正的T9那么强大，我们这里仅实现输入部分，不支持词组联想。
本章，我们主要通过一个和数字串对应的拼音索引表来实现T9拼音输入，我们先将汉语拼音所有可能的组合全部列出来，如下所示：
const u8 PY_mb_space []={""};
const u8 PY_mb_a     []={"啊阿腌吖锕厑嗄錒呵腌"};
const u8 PY_mb_ai    []={"爱埃挨哎唉哀皑癌蔼矮艾碍隘捱嗳嗌嫒瑷暧砹锿霭"};
const u8 PY_mb_an    []={"安俺按暗岸案鞍氨谙胺埯揞犴庵桉铵鹌黯"};
……此处省略N多组合
const u8 PY_mb_zu    []={"足租祖诅阻组卒族俎菹镞"};
const u8 PY_mb_zuan  []={"钻攥纂缵躜"};
const u8 PY_mb_zui   []={"最罪嘴醉蕞觜"};
const u8 PY_mb_zun   []={"尊遵樽鳟撙"};
const u8 PY_mb_zuo   []={"左佐做作坐座昨撮唑柞阼琢嘬怍胙祚砟酢"};
       这里我们只列出了部分组合，我们将这些组合称之为码表，然后将这些码表和其对应的数字串对应起来，组成一个拼音索引表，如下所示：
const py_index py_index3[]=
{
{"" ,"",(u8*)PY_mb_space},
{"2","a",(u8*)PY_mb_a},
{"3","e",(u8*)PY_mb_e},
{"6","o",(u8*)PY_mb_o},
{"24","ai",(u8*)PY_mb_ai},
{"26","an",(u8*)PY_mb_an},
……此处省略N多组合
{"94664","zhong",(u8*)PY_mb_zhong},
{"94824","zhuai",(u8*)PY_mb_zhuai},
{"94826","zhuan",(u8*)PY_mb_zhuan},
{"248264","chuang",(u8*)PY_mb_chuang},
{"748264","shuang",(u8*)PY_mb_shuang},
{"948264","zhuang",(u8*)PY_mb_zhuang},
}
       其中py_index是一个结构体，定义如下：
typedef struct
{
  u8 *py_input;     //输入的字符串
  u8 *py;            //对应的拼音
  u8 *pymb;       //码表
}py_index;
其中py_input，即与拼音对应的数字串，比如“94824”。py，即与py_input数字串对应的拼音，如果py_input=“94824”，那么py就是“zhuai”。最后pymb，就是我们前面说到的码表。注意，一个数字串可以对应多个拼音，也可以对应多个码表。
在有了这个拼音索引表（py_index3）之后，我们只需要将输入的数字串和py_index3索引表里面所有成员的py_input对比，将所有完全匹配的情况记录下来，用户要输入的汉字就被确定了，然后由用户选择可能的拼音组成（假设有多个匹配的项目），再选择对应的汉字，即完成一次汉字输入。
当然还可能是找遍了索引表，也没有发现一个完全符合要求的成员，那么我们会统计匹配数最多的情况，作为最佳结果，反馈给用户。比如，用户输入“323”，找不到完全匹配的情况，那么我们就将能和“32”匹配的结果返回给用户。这样，用户还是可以得到输入结果，同时还可以知道输入有问题，提示用户需要检查输入是否正确。
以上，就是我们的T9拼音输入法原理，关于拼音输入法，我们就介绍到这里。
最后，我们看看一个完整的T9拼音输入步骤（过程）：
1） 输入拼音数字串
本章，我们用到的T9拼音输入法的核心思想就是对比用户输入的拼音数字串，所以必须先由用户输入拼音数字串。
2） 在拼音索引表里面查找和输入字符串匹配的项，并记录
在得到用户输入的拼音数字串之后，在拼音索引表里面查找所有匹配的项目，如果有完全匹配的项目，就全部记录下来，如果没有完全匹配的项目，则记录匹配情况最好的一个项目。
3） 显示匹配清单里面所有可能的汉字，供用户选择.
将匹配项目的拼音和对应的汉字显示出来，供用户选择。如果有多个匹配项（一个数字串对应多个拼音的情况），则用户还可以选择拼音。
4） 用户选择匹配项，并选择对应的汉字.
用户对匹配的拼音和汉字进行选择，选中其真正想输入的拼音和汉字，实现一次拼音输入。 
以上4个步骤，就可以实现一个简单的T9汉字拼音输入法。
<a name="_Toc342394377">52.3 软件设计
打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹所在的文件夹下新建一个T9INPUT的文件夹。在该文件夹下面新建pyinput.c、pyinput.h和pymb.h三个文件，然后在工程里面新建一个T9INPUT的组，将pyinput.c加入到该组下面。最后，将T9INPUT文件夹加入头文件包含路径。
    打开pyinput.c，在该文件输入如下代码：
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "pymb.h"
#include "pyinput.h"
#include "string.h"
//拼音输入法
pyinput t9=
{
       get_pymb,
    0,
};
//比较两个字符串的匹配情况
//返回值:0xff,表示完全匹配.
//            其他,匹配的字符数
u8 str_match(u8*str1,u8*str2)
{
       u8 i=0;
       while(1)
       {
              if(*str1!=*str2)break;             //部分匹配
              if(*str1=='\0'){i=0XFF;break;}//完全匹配
              i++; str1++; str2++;
       }
       return i;//两个字符串相等
}
 
//获取匹配的拼音码表
//*strin,输入的字符串,形如:"726"
//**matchlist,输出的匹配表.
//返回值:[7],0,表示完全匹配；1，表示部分匹配（仅在没有完全匹配的时候才会出现）
//            [6:0],完全匹配的时候，表示完全匹配的拼音个数
//                      部分匹配的时候，表示有效匹配的位数                                      
u8 get_matched_pymb(u8 *strin,py_index **matchlist)
{
       py_index *bestmatch;//最佳匹配
       u16 pyindex_len; u16 i;
       u8 temp,mcnt=0,bmcnt=0;
       bestmatch=(py_index*)&py_index3[0];//默认为a的匹配
       pyindex_len=sizeof(py_index3)/sizeof(py_index3[0]);//得到py索引表的大小.
       for(i=0;ibmcnt)//找最佳匹配
                     {
                            bmcnt=temp;
                         bestmatch=(py_index*)&py_index3;//最好的匹配.
                     }
              }
       }
       if(mcnt==0&&bmcnt)//没有完全匹配的结果,但是有部分匹配的结果
       {
              matchlist[0]=bestmatch;
              mcnt=bmcnt|0X80;        //返回部分匹配的有效位数
       }
       return mcnt;//返回匹配的个数
}
//得到拼音码表.
//str:输入字符串
//返回值:匹配个数.
u8 get_pymb(u8* str)
{
       return get_matched_pymb(str,t9.pymb);
}
//串口测试用
void test_py(u8 *inputstr)
{
       ……代码省略
}
       这里总共就4个函数，其中get_matched_pymb，是核心，该函数实现将用户输入拼音数字串同拼音索引表里面的各个项对比，找出匹配结果，并将完全匹配的项目存放在matchlist里面，同时记录匹配数。对于那些没有完全匹配的输入串，则查找与其最佳匹配的项目，并将匹配的长度返回。函数test_py（代码省略）用于给usmart调用，实现串口测试，该函数可有可无，只是在串口测试的时候才用到，如果不使用的话，可以去掉，本章，我们将其加入usmart控制，大家可以通过该函数实现串口调试拼音输入法。
       其他两个函数，也比较简单了，我们这里就不细说了，保存pyinput.c，打开pyinput.h，输入如下代码：
#ifndef __PYINPUT_H
#define __PYINPUT_H
#include "sys.h"
//拼音码表与拼音的对应表
typedef struct
{
  u8 *py_input;//输入的字符串
  u8 *py;          //对应的拼音
  u8 *pymb;     //码表
}py_index;
#define MAX_MATCH_PYMB    10    //最大匹配数
//拼音输入法
typedef struct
{
  u8(*getpymb)(u8 *instr);                 //字符串到码表获取函数
  py_index *pymb[MAX_MATCH_PYMB];      //码表存放位置
}pyinput;
extern pyinput t9;
u8 str_match(u8*str1,u8*str2);
u8 get_matched_pymb(u8 *strin,py_index **matchlist);
u8 get_pymb(u8* str);
void test_py(u8 *inputstr);
#endif
       保存pyinput.h。pymb.h里面完全就是我们前面介绍的拼音码表，该文件很大，里面存储了所有我们可以输入的汉字，此部分代码就不贴出来了，请大家参考光盘本例程的源码。
       最后，我们打开test.c，输入代码如下：
const u8* kbd_tbl[9]={"←","2","3","4","5","6","7","8","9",};//数字表
const u8* kbs_tbl[9]={"DEL","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz",};//字符表
//加载键盘界面
//x,y:界面起始坐标
void py_load_ui(u16 x,u16 y)
{
       u16 i;
       POINT_COLOR=RED;
       LCD_DrawRectangle(x,y,x+180,y+120);                                          
       LCD_DrawRectangle(x+60,y,x+120,y+120);                                            
       LCD_DrawRectangle(x,y+40,x+180,y+80);
       POINT_COLOR=BLUE;
       for(i=0;i8)return;
       if(sta)LCD_Fill(x+j*60+1,y+i*40+1,x+j*60+59,y+i*40+39,GREEN);
       else LCD_Fill(x+j*60+1,y+i*40+1,x+j*60+59,y+i*40+39,WHITE);
       Show_Str_Mid(x+j*60,y+4+40*i,(u8*)kbd_tbl[keyx],16,60);          
       Show_Str_Mid(x+j*60,y+20+40*i,(u8*)kbs_tbl[keyx],16,60);        
}
//得到触摸屏的输入
//x,y:键盘坐标
//返回值：按键键值（1~9有效；0,无效）
u8 py_get_keynum(u16 x,u16 y)
{
       u16 i,j; u8 key=0;
       static u8 key_x=0;//0,没有任何按键按下；1~9，1~9号按键按下  
       tp_dev.scan(0);              
       if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)               //触摸屏被按下
       {    
              for(i=0;ipymb,16,0); //显示对应的汉字
              printf("\r\n拼音:%s\r\n",t9.pymb[index-1]->py);       //串口输出拼音
              printf("结果:%s\r\n",t9.pymb[index-1]->pymb); //串口输出结果
       }
}                                                     
int main(void)
{           
      u8 i=0; u8 key; u8 cur_index;                            
       u8 result_num;
       u8 inputstr[7];               //最大输入6个字符+结束符
       u8 inputlen;                  //输入长度         
      Stm32_Clock_Init(9);    //系统时钟设置
       delay_init(72);                     //延时初始化
       uart_init(72,9600);       //串口1初始化      
       LCD_Init();                  //初始化液晶
       LED_Init();           //LED初始化
       KEY_Init();                  //按键初始化 
       TP_Init();                 //触摸屏初始化
       usmart_dev.init(72);      //usmart初始化    
      mem_init(SRAMIN);     //初始化内部内存池    
RESTART:
       POINT_COLOR=RED;     
      while(font_init())                       //检查字库
       {        
              LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Font Error!");
              delay_ms(200);                            
              LCD_Fill(60,50,240,66,WHITE);//清除显示          
       }
      Show_Str(60,5,200,16,"战舰 STM32开发板",16,0);                                  
       Show_Str(60,25,200,16,"拼音输入法实验",16,0);                                      
       Show_Str(60,45,200,16,"正点原子@ALIENTEK",16,0);                                                      
       Show_Str(30,65,200,16,"  KEY2:校准  KEY0:清除",16,0);  
      Show_Str(30,85,200,16,"KEY_UP:上翻  KEY1:下翻",16,0); 
       Show_Str(30,105,200,16,"输入:        匹配:  ",16,0);
      Show_Str(30,125,200,16,"拼音:        当前:  ",16,0);
      Show_Str(30,145,210,32,"结果:",16,0);
       py_load_ui(30,195);
       memset(inputstr,0,7);     //全部清零
       inputlen=0; result_num=0; cur_index=0;//清零
       while(1)
       {
              i++; delay_ms(10);       
              key=py_get_keynum(30,195);
              if(key)
              {
                     if(key==1)//删除
                     {
                            if(inputlen)inputlen--;
                            inputstr[inputlen]='\0';//添加结束符
                     }else
                     {
                            inputstr[inputlen]=key+'0';//输入字符
                            if(inputlen1)result_num=t9.getpymb(inputstr);
//重新获取完全匹配字符数
                                   } 
                            }else{inputlen--; inputstr[inputlen]='\0';} //没有任何匹配
                     }else {cur_index=0; result_num=0;}
                     LCD_Fill(30+40,105,30+40+48,110+16,WHITE);//清除之前的显示
                     LCD_ShowNum(30+144,105,result_num,1,16);        //显示匹配的结果数
                     Show_Str(30+40,105,200,16,inputstr,16,0);        //显示有效的数字串           
                    py_show_result(cur_index);                               //显示第cur_index的匹配结果
              }    
              if(result_num) //存在匹配的结果 
              {      
                     key=KEY_Scan(0);
                     switch(key)
                     {
                            case KEY_UP://上翻
                                   if(cur_index1)cur_index--;
                                   else cur_index=result_num;
                                   py_show_result(cur_index);   //显示第cur_index的匹配结果
                                   break;
                            case KEY_RIGHT://清除输入
                                  LCD_Fill(30+40,145,30+200,145+48,WHITE);  //清除之前的显示   
                                   goto RESTART;                           
                            case KEY_LEFT://重新校准
                                   tp_dev.adjust();
                                   LCD_Clear(WHITE);
                                   goto RESTART;                           
                     }           
              }
              if(i==30) {i=0; LED0=!LED0;}  
       }                                                                                                     
}
此部分代码除main函数外还有4个函数。首先，py_load_ui，该函数用于加载输入键盘，在LCD上面显示我们输入拼音数字串的虚拟键盘。py_key_staset，该函数用与设置虚拟键盘某个按键的状态（按下/松开）。py_get_keynum，该函数用于得到触摸屏当前按下的按键键值，通过该函数实现拼音数字串的获取。最后，py_show_result，该函数用于显示输入串的匹配结果，并将结果打印到串口。
在main函数里面，实现了我们在52.2节所说的功能，这里我们并没有实现汉字选择功能，但是有本例程作为基础，再实现汉字选择功能就比较简单了，大家自行实现即可。
最后，我们将test_py函数加入USMART控制，以便大家串口调试。
至此，本实验的软件设计部分结束。
52.4 下载验证
在代码编译成功之后，我们下载代码到ALIENTEK战舰STM32开发板上，得到，如图52.4.1所示：

图52.4.1 汉字输入法界面此时，我们在虚拟键盘上输入拼音数字串，即可实现拼音输入，如图52.4.2所示：

图52.4.2 实现拼音输入如果发现输入错了，可以通过屏幕上的DEL按钮，来退格。如果有多个匹配的情况（匹配值大于1），则可以通过WK_UP和KEY1来选择拼音。通过按下KEY0，可以清楚当前输入，通过按下KEY2，可以实现触摸屏校准。
 我们还可以通过USMART调用test_py来实现输入法调试，如图52.4.3所示：

图52.4.3 USMART调试T9拼音输入法