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Android中的JNI數(shù)組操作教程

發(fā)布時(shí)間:2020-09-11 10:45:16 來(lái)源:腳本之家 閱讀:153 作者:紙上淺談 欄目:移動(dòng)開(kāi)發(fā)

前言

JNI 中有兩種數(shù)組操作,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型數(shù)組和對(duì)象數(shù)組,JNI 對(duì)待基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型數(shù)組和對(duì)象數(shù)組是不一樣的。

基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組

對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組,JNI 都有和 Java 相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu),在使用起來(lái)和基本數(shù)據(jù)類型的使用類似。

在 Android JNI 基礎(chǔ)知識(shí)篇提到了 Java 數(shù)組類型對(duì)應(yīng)的 JNI 數(shù)組類型。比如,Java int 數(shù)組對(duì)應(yīng)了 jintArray,boolean 數(shù)組對(duì)應(yīng)了 jbooleanArray。

如同 String 的操作一樣,JNI 提供了對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù):GetArrayElements、ReleaseArrayElements。

 intArray = env->GetIntArrayElements(intArray_, NULL);
 env->ReleaseIntArrayElements(intArray_, intArray, 0);

另外,JNI 還提供了如下的函數(shù):

GetTypeArrayRegion / SetTypeArrayRegion

將數(shù)組內(nèi)容復(fù)制到 C 緩沖區(qū)內(nèi),或?qū)⒕彌_區(qū)內(nèi)的內(nèi)容復(fù)制到數(shù)組上。

GetArrayLength

得到數(shù)組中的元素個(gè)數(shù),也就是長(zhǎng)度。

NewTypeArray

返回一個(gè)指定數(shù)據(jù)類型的數(shù)組,并且通過(guò) SetTypeArrayRegion 來(lái)給指定類型數(shù)組賦值。

GetPrimitiveArrayCritical / ReleasePrimitiveArrayCritical

如同 String 中的操作一樣,返回一個(gè)指定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型數(shù)組的直接指針,在這兩個(gè)操作之間不能做任何阻塞的操作。

實(shí)際操作如下:

 // Java 傳遞 數(shù)組 到 Native 進(jìn)行數(shù)組求和
 private native int intArraySum(int[] intArray, int size);

對(duì)應(yīng)的 C++ 代碼如下:

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_glumes_cppso_jnioperations_ArrayTypeOps_intArraySum(JNIEnv *env, jobject instance,
        jintArray intArray_, jint num) {
 jint *intArray;
 int sum = 0;
 // 操作方法一:
 // 如同 getUTFString 一樣,會(huì)申請(qǐng) native 內(nèi)存
 intArray = env->GetIntArrayElements(intArray_, NULL);
 if (intArray == NULL) {
 return 0;
 }
 // 得到數(shù)組的長(zhǎng)度
 int length = env->GetArrayLength(intArray_);
 LOGD("array length is %d", length);
 for (int i = 0; i < length; ++i) {
 sum += intArray[i];
 }
 LOGD("sum is %d", sum);

 // 操作方法二:
 jint buf[num];
 // 通過(guò) GetIntArrayRegion 方法來(lái)獲取數(shù)組內(nèi)容
 env->GetIntArrayRegion(intArray_, 0, num, buf);
 sum = 0;
 for (int i = 0; i < num; ++i) {
 sum += buf[i];
 }
 LOGD("sum is %d", sum);
 // 使用完了別忘了釋放內(nèi)存
 env->ReleaseIntArrayElements(intArray_, intArray, 0);
 return sum;
}

假如需要從 JNI 中返回一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型的數(shù)組,對(duì)應(yīng)的代碼如下:

 // 從 Native 返回基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組
 private native int[] getIntArray(int num);

對(duì)應(yīng)的 C++ 代碼如下:

/**
 * 從 Native 返回 int 數(shù)組,主要調(diào)用 set<Type>ArrayRegion 來(lái)填充數(shù)據(jù),其他數(shù)據(jù)類型類似操作
 */
extern "C"
JNIEXPORT jintArray JNICALL
Java_com_glumes_cppso_jnioperations_ArrayTypeOps_getIntArray(JNIEnv *env, jobject instance,
        jint num) {
 jintArray intArray;
 intArray = env->NewIntArray(num);

 jint buf[num];
 for (int i = 0; i < num; ++i) {
 buf[i] = i * 2;
 }

 // 使用 setIntArrayRegion 來(lái)賦值
 env->SetIntArrayRegion(intArray, 0, num, buf);
 return intArray;
}

以上例子,基本把相關(guān)的操作都使用上了,可以發(fā)現(xiàn)和 String 的操作大都是相似的。

對(duì)象數(shù)組

對(duì)于對(duì)象數(shù)組,也就是引用類型數(shù)組,數(shù)組中的每個(gè)類型都是引用類型,JNI 只提供了如下函數(shù)來(lái)操作。

GetObjectArrayElement / SetObjectArrayElement

和基本數(shù)據(jù)類型不同的是,不能一次得到數(shù)據(jù)中的所有對(duì)象元素或者一次復(fù)制多個(gè)對(duì)象元素到緩沖區(qū)。只能通過(guò)上面的函數(shù)來(lái)訪問(wèn)或者修改指定位置的元素內(nèi)容。

字符串和數(shù)組都是引用類型,因此也只能通過(guò)上面的方法來(lái)訪問(wèn)。

例如在 JNI 中創(chuàng)建一個(gè)二維的整型數(shù)組并返回:

 // 從 Native 返回二維整型數(shù)組,相當(dāng)于是一個(gè)一維整型數(shù)組,數(shù)組中的每一項(xiàng)內(nèi)容又是數(shù)組
 private native int[][] getTwoDimensionalArray(int size);

二維數(shù)組具有特殊性在于,可以將它看成一維數(shù)組,其中數(shù)組的每項(xiàng)內(nèi)容又是一維數(shù)組。

具體 C++ 代碼如下:

/**
 * 從 Native 返回一個(gè)二維的整型數(shù)組
 */
extern "C"
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL
Java_com_glumes_cppso_jnioperations_ArrayTypeOps_getTwoDimensionalArray(JNIEnv *env,
         jobject instance,
         jint size) {
 // 聲明一個(gè)對(duì)象數(shù)組
 jobjectArray result;
 // 找到對(duì)象數(shù)組中具體的對(duì)象類型,[I 指的就是數(shù)組類型
 jclass intArrayCls = env->FindClass("[I");

 if (intArrayCls == NULL) {
 return NULL;
 }
 // 相當(dāng)于初始化一個(gè)對(duì)象數(shù)組,用指定的對(duì)象類型
 result = env->NewObjectArray(size, intArrayCls, NULL);

 if (result == NULL) {
 return NULL;
 }
 for (int i = 0; i < size; ++i) {
 // 用來(lái)給整型數(shù)組填充數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)
 jint tmp[256];
 // 聲明一個(gè)整型數(shù)組
 jintArray iarr = env->NewIntArray(size);
 if (iarr == NULL) {
  return NULL;
 }
 for (int j = 0; j < size; ++j) {
  tmp[j] = i + j;
 }
 // 給整型數(shù)組填充數(shù)據(jù)
 env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, size, tmp);
 // 給對(duì)象數(shù)組指定位置填充數(shù)據(jù),這個(gè)數(shù)據(jù)就是一個(gè)一維整型數(shù)組
 env->SetObjectArrayElement(result, i, iarr);
 // 釋放局部引用
 env->DeleteLocalRef(iarr);
 }
 return result;
}

首先需要使用 NewObjectArray 方法來(lái)創(chuàng)建對(duì)象數(shù)組。

然后使用 SetObjectArrayElement 函數(shù)填充數(shù)據(jù)時(shí),需要構(gòu)建好每個(gè)位置對(duì)應(yīng)的對(duì)象。這里就使用了 NewIntArray 來(lái)創(chuàng)造了一個(gè)對(duì)象,并給對(duì)象填充數(shù)據(jù)后,在賦值給對(duì)象數(shù)組。

通過(guò)一個(gè) for 循環(huán)就完成給對(duì)象數(shù)組賦值的操作。

在創(chuàng)建對(duì)象數(shù)組時(shí),有一個(gè)操作是找到對(duì)應(yīng)的對(duì)象類型,通過(guò) findClass 方法。findClass 的參數(shù) [I 這里就涉及到 Java 與 JNI 對(duì)應(yīng)簽名的轉(zhuǎn)換。

Java 與 JNI 簽名的轉(zhuǎn)換

在前一篇文章中,用表格列出了 Java 與 JNI 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型格式的轉(zhuǎn)換關(guān)系,現(xiàn)在要列舉的是 Java 與 JNI 對(duì)應(yīng)簽名的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

這里的簽名指的是在 JNI 中去查找 Java 中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型、對(duì)應(yīng)的方法時(shí),需要將 Java 中的簽名轉(zhuǎn)換成 JNI 所能識(shí)別的。

對(duì)于類的簽名轉(zhuǎn)換

對(duì)于 Java 中類或者接口的轉(zhuǎn)換,需要用到 Java 中類或者接口的全限定名,把 Java 中描述類或者接口的 . 換成 / 就好了,比如 String 類型對(duì)應(yīng)的 JNI 描述為:

java/lang/String // . 換成 /

對(duì)于數(shù)組類型,則是用 [ 來(lái)表示數(shù)組,然后跟一個(gè)字段的簽名轉(zhuǎn)換。

[I   // 代表一維整型數(shù)組,I 表示整型
[[I  // 代表二維整型數(shù)組
[Ljava/lang/String;  // 代表一維字符串?dāng)?shù)組, 

對(duì)于字段的簽名轉(zhuǎn)換

對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)類型字段的轉(zhuǎn)換:

Java 類型 JNI 對(duì)應(yīng)的描述轉(zhuǎn)
boolean Z
byte B
char C
short S
int I
long J
float F
double D

對(duì)于引用類型的字段簽名轉(zhuǎn)換,是大寫(xiě)字母 L 開(kāi)頭,然后是類的簽名轉(zhuǎn)換,最后以 ; 結(jié)尾。

Java 類型 JNI 對(duì)應(yīng)的描述轉(zhuǎn)換
String Ljava/lang/String;
Class Ljava/lang/Class;
Throwable Ljava/lang/Throwable
int[] "[I"
Object[] "[Ljava/lang/Object;"

對(duì)于方法的簽名轉(zhuǎn)換

對(duì)于方法簽名描述的轉(zhuǎn)換,首先是將方法內(nèi)所有參數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的字段描述,并全部寫(xiě)在小括號(hào)內(nèi),然后在小括號(hào)外再緊跟方法的返回值類型描述。

Java 類型 JNI 對(duì)應(yīng)的描述轉(zhuǎn)換
String f(); ()Ljava/lang/String;
long f(int i, Class c); (ILjava/lang/Class;)J
String(byte[] bytes); ([B)V

這里要注意的是在 JNI 對(duì)應(yīng)的描述轉(zhuǎn)換中不要出現(xiàn)空格。

了解并掌握這些轉(zhuǎn)換后,就可以進(jìn)行更多的操作了,實(shí)現(xiàn) Java 與 C++ 的相互調(diào)用。

比如,有一個(gè)自定義的 Java 類,然后再 Native 中打印類的對(duì)象數(shù)組的某一個(gè)字段值。

private native void printAnimalsName(Animal[] animal);

具體 C++ 代碼如下:

/**
 * 打印對(duì)象數(shù)組中的信息
 */
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_glumes_cppso_jnioperations_ArrayTypeOps_printAnimalsName(JNIEnv *env, jobject instance,
                 jobjectArray animals) {
 jobject animal;
 // 數(shù)組長(zhǎng)度
 int size = env->GetArrayLength(animals);
 // 數(shù)組中對(duì)應(yīng)的類
 jclass cls = env->FindClass("com/glumes/cppso/model/Animal");
 // 類對(duì)應(yīng)的字段描述
 jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "name", "Ljava/lang/String;");
 // 類的字段具體的值
 jstring jstr;
 // 類字段具體值轉(zhuǎn)換成 C/C++ 字符串
 const char *str;

 for (int i = 0; i < size; ++i) {
  // 得到數(shù)組中的每一個(gè)元素
  animal = env->GetObjectArrayElement(animals, i);
  // 每一個(gè)元素具體字段的值
  jstr = (jstring) (env->GetObjectField(animal, fid));
  str = env->GetStringUTFChars(jstr, NULL);
  if (str == NULL) {
   continue;
  }
  LOGD("str is %s", str);
  env->ReleaseStringUTFChars(jstr, str);
 }
}

具體示例代碼可參考我的 Github 項(xiàng)目,歡迎 Star。

https://github.com/glumes/AndroidDevWithCpp (本地下載)

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,如果有疑問(wèn)大家可以留言交流,謝謝大家對(duì)億速云的支持。

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