C++和JNI的数据转换

链接地址：http://blog.csdn.net/manymore13/article/details/19078713

转载地址：http://www.cnblogs.com/daniel-shen/archive/2006/10/16/530587.html

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：

//硬盘信息

struct {

char name[256];

int serial;

}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：

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，具体定义如下面代码：

/****************** 定义本地方法 ********************/

//输入常用的数值类型(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jfieldID或jmethodID。

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:

//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,一般为ava/lang/Object就可以了

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");

//获取类中每一个变量的定义

//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

for(int i=0; i < len; i++ )

{

//给每一个实例的变量付值

jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 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;

}

全部的C/C++方法实现代码如下:

/**

* 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" //通过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;

}

//输入常用的数值类型 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");

//获取类中每一个变量的定义

//名字

jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");

//序列号

jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

//给每一个实例的变量付值

(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,一般为ava/lang/Object就可以了

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");

//获取类中每一个变量的定义

//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

for(int i=0; i < len; i++ )

{

//给每一个实例的变量付值

jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 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();

//输入常用的数值类型(string int boolean)

System.out

.println("------------------输入常用的数值类型(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编译通过