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C++和JNI的数据转换

时间:2015-11-23 18:22:55      阅读:255      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛,如果你对Jni不甚了解,不知道Jni是做什么的,如何建立一个基本的jni程序,或许可以参考下面下面这些文章:
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子 
JNI入门教程之HelloWorld篇 
SUN JNI Tutorial

这些资料的例子中,大多数只是输入一些简单的参数,获取没有参数。而在实际的使用过程中,往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构(Struct)DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数,类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢?下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:

定义Native Java类:

如果你习惯了使用JNI,你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的,它们在Java中没有函数体。但是,所有本地代码必须用本地关键词声明,成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构,它用来描述硬盘信息:

技术分享//硬盘信息
技术分享struct  {
技术分享    char name[256];
技术分享    int serial;
技术分享}DiskInfo;

那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配,声明可以写成这样:

技术分享class DiskInfo {
技术分享    //名字
技术分享    public String name;
技术分享
技术分享    //序列号
技术分享    public int serial;
技术分享}

在这个类中,申明一些Native的本地方法,来测试方法参数的传递,分别定义了一些函数,用来传递结构或者结构数组,具体定义如下面代码:

技术分享/****************** 定义本地方法 ********************/
技术分享    //输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
技术分享    public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);
技术分享
技术分享    //调用一个静态方法
技术分享    public native int add(int a, int b);
技术分享
技术分享    //输入一个数组
技术分享    public native void setArray(boolean[] blList);
技术分享
技术分享    //返回一个字符串数组
技术分享    public native String[] getStringArray();
技术分享
技术分享    //返回一个结构
技术分享    public native DiskInfo getStruct();
技术分享
技术分享    //返回一个结构数组
技术分享    public native DiskInfo[] getStructArray();

编译生成C/C++头文件

定义好了Java类之后,接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件,使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令,就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
1、在控制台下进入工作路径,本工程路径为:E:\work\java\workspace\JavaJni。
2、运行javah 命令:javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h 

在C/C++中实现本地方法

生成C/C++头文件之后,你就需要写头文件对应的本地方法。注意:所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义,要看方法是不是静态的(static)或者实例(Instance)的。前者,jclass代表一个类对象的引用,而后者是被调用的方法所属对象的引用。

 

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型,如表JNI类型映射所示。有些类型,在本地代码中可直接使用,而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A

Java类型 本地类型 描述
boolean jboolean C/C++8位整型
byte jbyte C/C++带符号的8位整型
char jchar C/C++无符号的16位整型
short jshort C/C++带符号的16位整型
int jint C/C++带符号的32位整型
long jlong C/C++带符号的64位整型e
float jfloat C/C++32位浮点型
double jdouble C/C++64位浮点型
Object jobject 任何Java对象,或者没有对应java类型的对象
Class jclass Class对象
String jstring 字符串对象
Object[] jobjectArray 任何对象的数组
boolean[] jbooleanArray 布尔型数组
byte[] jbyteArray 比特型数组
char[] jcharArray 字符型数组
short[] jshortArray 短整型数组
int[] jintArray 整型数组
long[] jlongArray 长整型数组
float[] jfloatArray 浮点型数组
double[] jdoubleArray 双浮点型数组

※     JNI类型映射

使用数组:

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数:一个是操作java的简单型数组的,另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因,简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此,它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外,数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组,你就要要使用GetXXXArrayElements函数(见表B),XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数,返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B

函数 Java数组类型 本地类型
GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean
GetByteArrayElements jbyteArray jbyte
GetCharArrayElements jcharArray jchar
GetShortArrayElements jshortArray jshort
GetIntArrayElements jintArray jint
GetLongArrayElements jlongArray jlong
GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat
GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble

JNI数组存取函数

当你对数组的存取完成后,要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数,参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话,这个释放函数会复制你做的任何变化(这样它们就反射到java数组),然后释放所有相关的资源。

为了使用java对象的数组,你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数,分别去get,set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

使用对象

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数,你可以创建Java对象,get、set 静态(static)和实例(instance)的域,调用静态(static)和实例(instance)函数。JNI通过ID识别域和方法,一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

表C列出了用以得到静态(static)和实例(instance)的域与方法的JNI函数。每个函数接受(作为参数)域或方法的类,它们的名称,符号和它们对应返回的jfieldIDjmethodID。

表C

函数 描述
GetFieldID 得到一个实例的域的ID
GetStaticFieldID 得到一个静态的域的ID
GetMethodID 得到一个实例的方法的ID
GetStaticMethodID 得到一个静态方法的ID

※域和方法的函数

如果你有了一个类的实例,它就可以通过方法GetObjectClass得到,或者如果你没有这个类的实例,可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数,返回值得到字符串,如表D所示。

表D

Java 类型 符号
boolean Z
byte B
char C
short S
int I
long L
float F
double D
void V
objects对象 Lfully-qualified-class-name;L类名
Arrays数组 [array-type [数组类型
methods方法 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型

※确定域和方法的符号


下面我们来看看,如果通过使用数组和对象,从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象,并返回一个DiskInfo数组:

技术分享//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
技术分享JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
技术分享(JNIEnv *env, jobject _obj)
技术分享{
技术分享    //申明一个object数组 
技术分享    jobjectArray args = 0;
技术分享    
技术分享    //数组大小
技术分享    jsize        len = 5;
技术分享
技术分享    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
技术分享    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");
技术分享
技术分享    //新建object数组
技术分享    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);
技术分享
技术分享    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/
技术分享
技术分享    //获取Java中的实例类
技术分享    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
技术分享    
技术分享    //获取类中每一个变量的定义
技术分享    //名字
技术分享    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
技术分享    //序列号
技术分享    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");
技术分享
技术分享    //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
技术分享    for(int  i=0; i < len; i++ )
技术分享    {
技术分享        //给每一个实例的变量付值
技术分享        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
技术分享        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
技术分享        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
技术分享        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);
技术分享
技术分享        //添加到objcet数组中
技术分享        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
技术分享    }
技术分享    //返回object数组
技术分享    return args;
技术分享
技术分享 }



全部的C/C++方法实现代码如下:

技术分享/*
技术分享*
技术分享* 一缕阳光(sundy)版权所有,保留所有权利。
技术分享*/
技术分享/**
技术分享
技术分享*  TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
技术分享*
技术分享*  @author 刘正伟(sundy)
技术分享*  @see http://www.cnweblog.com/sundy
技术分享*  @see mailto:sundy26@126.com
技术分享*  @version 1.0
技术分享*  @since 2005-4-30
技术分享
技术分享*  修改记录:
技术分享*  
技术分享*  日期              修改人                 描述
技术分享*  ----------------------------------------------------------------------------------------------
技术分享*
技术分享*
技术分享*
技术分享*/
技术分享// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
技术分享//
技术分享package com.sundy.jnidemo;
技术分享#include "stdafx.h"
技术分享
技术分享#include <stdio.h>
技术分享#include <math.h>
技术分享#include "jni.h"
技术分享#include "jni_md.h"
技术分享
技术分享#include "./head/Base.h"
技术分享#include "head/wmi.h"
技术分享#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成
技术分享#include <stdio.h>
技术分享#include "stdlib.h"
技术分享#include "string.h"
技术分享
技术分享#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
技术分享#pragma comment (lib,"jvm.lib")
技术分享//硬盘信息
技术分享struct  {
技术分享    char name[256];
技术分享    int serial;
技术分享}DiskInfo;
技术分享/*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
技术分享                       DWORD  ul_reason_for_call, 
技术分享                       LPVOID lpReserved
技术分享                     )
技术分享{
技术分享    LPTSTR  strName = new CHAR[256] ;
技术分享    (*GetHostName)(strName);
技术分享    printf("%s\n",strName);
技术分享    delete [] strName;
技术分享
技术分享    return TRUE;
技术分享}*/
技术分享//将jstring类型转换成windows类型
技术分享char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );
技术分享//将windows类型转换成jstring类型
技术分享jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );
技术分享
技术分享//主函数
技术分享BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
技术分享{
技术分享    return TRUE;
技术分享}
技术分享//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
技术分享JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
技术分享(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
技术分享{
技术分享    const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );
技术分享    printf( "String = [%s]\n", szStr );
技术分享    printf( "int = %d\n", i );
技术分享    printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
技术分享    (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
技术分享}
技术分享
技术分享//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
技术分享JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
技术分享(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
技术分享{
技术分享    int rtn = (int)(a + b);
技术分享    return (jint)rtn;
技术分享}
技术分享
技术分享////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
技术分享JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
技术分享(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
技术分享{
技术分享    jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );
技术分享    jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
技术分享    int i=0;
技术分享    // change even array elements
技术分享    for( i=0; i < len; i+=2 )
技术分享    {
技术分享        pba[i] = JNI_FALSE;
技术分享        printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
技术分享    }
技术分享    (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );
技术分享}
技术分享
技术分享////返回一个字符串数组
技术分享JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
技术分享(JNIEnv *env, jobject)
技术分享{
技术分享    jstring      str;
技术分享    jobjectArray args = 0;
技术分享    jsize        len = 5;
技术分享    char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };
技术分享    int          i=0;
技术分享    args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
技术分享    for( i=0; i < len; i++ )
技术分享    {
技术分享        str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
技术分享        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
技术分享    }
技术分享    return args;
技术分享}
技术分享
技术分享//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
技术分享JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
技术分享(JNIEnv *env, jobject obj)
技术分享{
技术分享    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/
技术分享
技术分享    //获取Java中的实例类
技术分享    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
技术分享
技术分享    //获取类中每一个变量的定义
技术分享    //名字
技术分享    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
技术分享    //序列号
技术分享    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");
技术分享
技术分享
技术分享    //给每一个实例的变量付值
技术分享    (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
技术分享    (env)->SetShortField(obj,ival,10);
技术分享    
技术分享    return obj;
技术分享}
技术分享
技术分享//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
技术分享JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
技术分享(JNIEnv *env, jobject _obj)
技术分享{
技术分享    //申明一个object数组 
技术分享    jobjectArray args = 0;
技术分享    
技术分享    //数组大小
技术分享    jsize        len = 5;
技术分享
技术分享    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
技术分享    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");
技术分享
技术分享    //新建object数组
技术分享    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);
技术分享
技术分享    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/
技术分享
技术分享    //获取Java中的实例类
技术分享    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
技术分享    
技术分享    //获取类中每一个变量的定义
技术分享    //名字
技术分享    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
技术分享    //序列号
技术分享    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");
技术分享
技术分享    //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
技术分享    for(int  i=0; i < len; i++ )
技术分享    {
技术分享        //给每一个实例的变量付值
技术分享        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
技术分享        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
技术分享        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
技术分享        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);
技术分享
技术分享        //添加到objcet数组中
技术分享        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
技术分享    }
技术分享    //返回object数组
技术分享    return args;
技术分享
技术分享 }
技术分享
技术分享//将jstring类型转换成windows类型
技术分享char* jstringToWindows( JNIEnv  *env, jstring jstr )
技术分享{
技术分享    int length = (env)->GetStringLength(jstr );
技术分享    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );
技术分享    char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );
技术分享    int size = 0;
技术分享    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
技术分享    if( size <= 0 )
技术分享        return NULL;
技术分享    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
技术分享    rtn[size] = 0;
技术分享    return rtn;
技术分享}
技术分享//将windows类型转换成jstring类型
技术分享jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )
技术分享{
技术分享    jstring rtn = 0;
技术分享    int slen = strlen(str);
技术分享    unsigned short * buffer = 0;
技术分享    if( slen == 0 )
技术分享        rtn = (env)->NewStringUTF(str ); 
技术分享    else
技术分享    {
技术分享        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
技术分享        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
技术分享        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
技术分享            rtn = (env)->NewString(  (jchar*)buffer, length );
技术分享    }
技术分享    if( buffer )
技术分享        free( buffer );
技术分享    return rtn;
技术分享}
技术分享


Java 测试native代码
这没有什么多说的,看代码吧

技术分享//主测试程序
技术分享    public static void main(String[] args) {
技术分享        ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();
技术分享
技术分享        //输入常用的数值类型(string int boolean)
技术分享        System.out
技术分享                .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");
技术分享        changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);
技术分享
技术分享        //调用一个静态方法
技术分享        System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
技术分享        int ret = changeJni.add(12, 20);
技术分享        System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));
技术分享
技术分享        //输入一个数组
技术分享        System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
技术分享        boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };
技术分享        changeJni.setArray(blList);
技术分享
技术分享        //返回一个字符串数组
技术分享        System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
技术分享        String[] strList = changeJni.getStringArray();
技术分享        for (int i = 0; i < strList.length; i++) {
技术分享            System.out.print(strList[i]);
技术分享        }
技术分享        System.out.println();
技术分享
技术分享        System.out.println("------------------返回一个结构-----------");
技术分享
技术分享        //返回一个结构
技术分享        DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
技术分享        System.out.println("name:" + disk.name);
技术分享        System.out.println("Serial:" + disk.serial);
技术分享
技术分享        //返回一个结构数组
技术分享
技术分享        System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
技术分享        DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
技术分享        for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {
技术分享            System.out.println("name:" + diskList[i].name);
技术分享            System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);
技术分享        }
技术分享
技术分享    }

 

注:本程序在VS2003,eclipse (jse5.0) winxp sp2编译通过

C++和JNI的数据转换

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原文地址:http://www.cnblogs.com/wvqusrtg/p/4988895.html

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