C++和JNI的数据转换

如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛，若是你对Jni不甚了解，不知道Jni是作什么的，如何创建一个基本的jni程序，或许能够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当中，每每须要对参数进行处理转换。才能够被C/C++程序识别。好比咱们在C++中有一个结构（Struct）DiskInfo ,须要传递一个相似于DiskInfo *pDiskInfo的参数，相似于在C++这样参数如何传递到Java中呢？下面咱们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:

定义Native Java类：

若是你习惯了使用JNI，你就不会以为它难了。既然本地方法是由其余语言实现的，它们在Java中没有函数体。可是，全部本地代码必须用本地关键词声明，成为Java类的成员。假设咱们在C++中有这么一个结构，它用来描述硬盘信息：

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

那么咱们须要在Java中定义一个类来与之匹配，声明能够写成这样：

class DiskInfo  {
    //名字
    public String name;

    //序列号
    public int serial;
}

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，具体定义以下面代码：

/****************** 定义本地方法 ********************/
     // 输入经常使用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
     public native  void displayParms(String showText,  int i, boolean bl);

     // 调用一个静态方法
     public native  int add( int a,  int b);

     // 输入一个数组
     public native  void setArray(boolean[] blList);

     // 返回一个字符串数组
     public native String[] getStringArray();

     // 返回一个结构
     public native DiskInfo getStruct();

     // 返回一个结构数组
     public native DiskInfo[] getStructArray();

编译生成C/C++头文件

定义好了Java类以后，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个知足约定的头文件，使用Java工具Javah能够很容易地建立它而不用手动去建立。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。
一、在控制台下进入工做路径，本工程路径为：E:\work\java\workspace\JavaJni。
二、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++头文件以后，你就须要写头文件对应的本地方法。注意：全部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，要看方法是否是静态的（static）或者实例（Instance）的。前者，jclass表明一个类对象的引用，然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，而其余类型只有经过JNI调用操做。

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经过JNIEnv提供的操做Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操做java的简单型数组的，另外一个是操做对象类型数组的。

由于速度的缘由，简单类型的数组做为指向本地类型的指针暴露给本地代码。所以，它们能做为常规的数组存取。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表明了数组的类型。这个函数把Java数组当作参数，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。若是必要的话，这个释放函数会复制你作的任何变化（这样它们就反射到java数组），而后释放全部相关的资源。

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提供的另一个功能是在本地代码中使用Java对象。经过使用合适的JNI函数，你能够建立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经过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列出了用以获得静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每一个函数接受（做为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。

表C

函数	描述
GetFieldID	获得一个实例的域的ID
GetStaticFieldID	获得一个静态的域的ID
GetMethodID	获得一个实例的方法的ID
GetStaticMethodID	获得一个静态方法的ID

※域和方法的函数

若是你有了一个类的实例，它就能够经过方法GetObjectClass获得，或者若是你没有这个类的实例，能够经过FindClass获得。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值获得字符串，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

※肯定域和方法的符号

下面咱们来看看，若是经过使用数组和对象，从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象，并返回一个DiskInfo数组:

// 返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组 
    jobjectArray args = 0;
    
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,通常为ava/lang/Object就能够了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
    
    //获取类中每个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每个实例的变量付值，而且将实例做为一个object，添加到objcet数组中
    for(int  i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"个人磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

 }

所有的C/C++方法实现代码以下:

/*
*
* 一缕阳光(sundy)版权全部，保留全部权利。
*/
/**
* 
*  TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
*
*  @author 刘正伟(sundy)
*  @see http://www.cnweblog.com/sundy
*  @see mailto:sundy26@126.com
*  @version 1.0
*  @since 2005-4-30
* 
*  修改记录：
*  
*  日期              修改人                 描述
*  ----------------------------------------------------------------------------------------------
*
*
*
*/
//  JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
//
package com.sundy.jnidemo;
#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "jni.h"
#include "jni_md.h"

#include "./head/Base.h"
#include "head/wmi.h"
#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h"  // 经过javah –jni javactransfer 生成
#include <stdio.h>
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
#pragma comment (lib,"jvm.lib")
// 硬盘信息
struct   {
    char name[256];
    int serial;
}DiskInfo;
/*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
                       DWORD  ul_reason_for_call, 
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    LPTSTR  strName = new CHAR[256] ;
    (*GetHostName)(strName);
    printf("%s\n",strName);
    delete [] strName;

    return TRUE;
}*/
// 将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );
// 将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env,  char* str );

// 主函数
BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
    return TRUE;
}
// 输入经常使用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
JNIEXPORT  void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
{
    const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );
    printf( "String = [%s]\n", szStr );
    printf( "int = %d\n", i );
    printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
}

// 调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
{
    int rtn = (int)(a + b);
    return (jint)rtn;
}

////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
JNIEXPORT  void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
{
    jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );
    jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
    int i=0;
    // change even array elements
    for( i=0; i < len; i+=2 )
    {
        pba[i] = JNI_FALSE;
        printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    }
    (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );
}

////返回一个字符串数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
(JNIEnv *env, jobject)
{
    jstring      str;
    jobjectArray args = 0;
    jsize        len = 5;
    char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };
    int          i=0;
    args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
    for( i=0; i < len; i++ )
    {
        str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
    }
    return args;
}

// 返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

    //获取类中每个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");


    //给每个实例的变量付值
    (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
    (env)->SetShortField(obj,ival,10);
    
    return obj;
}

// 返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组 
    jobjectArray args = 0;
    
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,通常为ava/lang/Object就能够了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
    
    //获取类中每个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每个实例的变量付值，而且将实例做为一个object，添加到objcet数组中
    for(int  i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"个人磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

 }

// 将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv  *env, jstring jstr )
{
    int length = (env)->GetStringLength(jstr );
    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );
    char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );
    int size = 0;
    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
    if( size <= 0 )
        return NULL;
    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
    rtn[size] = 0;
    return rtn;
}
// 将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env,  char* str )
{
    jstring rtn = 0;
    int slen = strlen(str);
    unsigned short * buffer = 0;
    if( slen == 0 )
        rtn = (env)->NewStringUTF(str ); 
    else
    {
        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
            rtn = (env)->NewString(  (jchar*)buffer, length );
    }
    if( buffer )
        free( buffer );
    return rtn;
}

Java 测试native代码
这没有什么多说的，看代码吧

// 主测试程序
     public  static  void main(String[] args)  {
        ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();

        //输入经常使用的数值类型(string int boolean)
        System.out
                .println("------------------输入经常使用的数值类型(string int boolean)-----------");
        changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);

        //调用一个静态方法
        System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
        int ret = changeJni.add(12, 20);
        System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));

        //输入一个数组
        System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
        boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };
        changeJni.setArray(blList);

        //返回一个字符串数组
        System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
        String[] strList = changeJni.getStringArray();
        for (int i = 0; i < strList.length; i++) {
            System.out.print(strList[i]);
        }
        System.out.println();

        System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

        //返回一个结构
        DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
        System.out.println("name:" + disk.name);
        System.out.println("Serial:" + disk.serial);

        //返回一个结构数组

        System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
        DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
        for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {
            System.out.println("name:" + diskList[i].name);
            System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);
        }

    }

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