Android JNI 指针数值转换

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A），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A


函数 Java 数组类型 本地类型
GetBooleanArrayElements jbooleanArrayjboolean
GetByteArrayElements jbyteArrayjbyte
GetCharArrayElements jcharArrayjchar
GetShortArrayElements jshortArrayjshort
GetIntArrayElements jintArrayjint
GetLongArrayElements jlongArrayjlong
GetFloatArrayElements jfloatArrayjfloat
GetDoubleArrayElements jdoubleArrayjdouble
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。


 


下面通过一个实际的例子,演示一下在JAVA中传递基本类型的数组与对象类型的数组，然后在C++中进行相应的处理。


数组传递: 


 


JAVA中的代码:


 


 package com.cjz.ibm;


public class CopyArray {
 static int totalsum = 0;
 static int a[] = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
 static String str[] = new String[] { "we", "are", "friends" };
 static {


  System.loadLibrary("CopyArray");


 }


 private native int sum(int[] num);


 private native int sum(String[] str);


 public static void main(String[] args) {


  CopyArray cp = new CopyArray();


  cp.sum(a);
  cp.sum(str);


 }


}


 


在这个简单的java程序中，我们定义了两种类型的数组，一种是整形数组，属于基本数据类型的数组，另一种是字符串类型的数组，属于对象数组。然后把这两种类型数组分别作为参数传递到本地方法sum中去。其中sum函数具有相同的函数名和返回值类型，区别它们的是参数类型，这样，就涉及到方法签名的问题，方法签名是参数的类型+方法的返回值类型。可知，它们的方法签名是不相同的，所以为两个不同的方法。


经过编译，生成C++的头文件，这个过程可以参考http://blog.csdn.net/chenjin_zhong/archive/2010/09/08/5870305.aspx  


 


 


C++代码：


 


#include <iostream.h>
#include <string.h>
#include "com_cjz_ibm_CopyArray.h"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3I
(JNIEnv* env, jobject obj, jintArray array1){
//传入的参数是整形数组


jint* arr;//定义一个整形指针
int sum=0;
//对于整形数组的处理，主要有GetIntArrayElements与GetIntArrayRegion
//第一种方法
arr=env->GetIntArrayElements(array1,NULL);//得到一个指向原始数据类型内容的指针
jint length=env->GetArrayLength(array1);//得到数组的长度


int i=0;
for(i=0;i<length;i++){


 cout<<"arr["<<i<<"]="<<arr[i]<<endl;
 sum+=arr[i];
}




//第二种方法
jint buf[]={0,0,0,0,0};//定义一个jint类型的buffer把原始的数组copy到这个buf中去
env->GetIntArrayRegion(array1,0,length,buf);


for(i=0;i<length;i++){


 cout<<"buf["<<i<<"]="<<buf[i]<<endl;
 sum+=buf[i];
}




//返回一个jint类型的数组


//可以先往一个数组中输入值，然后把这个数组copy到jintArray中
jintArray iarr =env->NewIntArray(length);//新建一个jintArray
env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, length, buf);//将buf中的值复制到jintArray中去，数组copy


//打印新的数组值
jint* arr2;
arr2=env->GetIntArrayElements(iarr,NULL);
for(i=0;i<env->GetArrayLength(iarr);i++){


   cout<<"arr2["<<i<<"]="<<arr2[i]<<endl;


}


 


return sum;




}


JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3Ljava_lang_String_2
(JNIEnv* env, jobject obj, jobjectArray array2){
//在java中，String[]类型是对象，所以对应C++中的数组为jobjectArray


//把jobjectArray数组中的值取出来


 int size=env->GetArrayLength(array2);//得到数组的长度值
 int i=0;
 cout<<"输出原始的数组值:"<<endl;
 for(i=0;i<size;i++){
 jstring obja=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);
 const char* chars=env->GetStringUTFChars(obja,NULL);//将jstring类型转换成char类型输出
 cout<<chars<<endl;
 
 }


//复制数组到新的数组中


cout<<"复制之后的数组为:"<<endl;


jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");//定义数组中元素类型


jobjectArray texts= env->NewObjectArray(size, objClass, 0);//创建一个数组类型为String类型


   jstring jstr;


       for(i=0;i<size;i++)


        {
        
         jstr=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);//把array2中的元素取出来


          env->SetObjectArrayElement(texts, i, jstr);//放入到texts数组中去，必须放入jstring


       }


 for(i=0;i<size;i++){


 jstring str1=(jstring)env->GetObjectArrayElement(texts,i);//打印出新复制的数组值
 const char* chars1=env->GetStringUTFChars(str1,NULL);
 cout<<chars1<<endl;
 
 }
     
return 0;


 


}


 


 


 


在C++代码中，int类型的数组对应JNI中的jintArray，而字符串类型的数组对应jobjectArray.


首先分析一下代码：


GetIntArrayElements(<ArrayType>array,jboolean *isCopy):第一个参数传递的是数组名，第二个参数传递的是否返回一个复制的数组。返回值：返回一个指向数组的指针。


 


GetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType> *buf)


array:a reference to an array whose elements are to be copied.


start:the starting index of the array elements to be copied.


len: the number of elements to be copied.


buf: the destination buffer.


功能：把jintArray中的元素复制到buffer中。


 


 


SetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType>*buf)


array:a reference to a primitive array to which the elements to be copied.


start:the starting index in the primitive array.


len:the number of elements to be copied.


buf:the source buffer.


 


功能:把buf中的元素copy到jintArray中去。


 


可见,SetIntArrayRegion与GetIntArrayRegion是设置jintArray数组与取出jintArray数组中的值。


 


 


NewIntArray(jsize length)


length:the number of elements in the array to be created.


功能：构造一个数组对象


返回值：返回一个jintArray类型。


 


GetArrayLength(<ArrayType>array)


返回值:返回jintArray的长度。


 


 


由于在C++中,jintArray不能用下标直接存取,所以用到JNI中提供的接口函数进行操作。


 


 


GetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index)


array: a reference to the java.lang.Object array from which the element will be accessed.


index: the array index


 


功能:返回对应索引值的object.返回的是一个数组元素的值。


 


SetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index,jobject value)


array: a reference to an array whose element will be accessed.


index: index of the array element to be accessed.


value: the new value of the array element.


 


功能:用来设置对应索引元素的值。


 


 


因此，对于基本类型的数组，我们可以用Get<Type>ArrayElements和Get<Type>ArrayRegion来操作。


而Set<Type>ArrayRegion传递一个预先设置好的buf来返回一个j<Type>Array.而对于jobjectArray,可以用SetObjectArrayElement与GetObjectArrayElement来设置元素的值与返回元素的值。


 


对于数组的操作就介绍到这了。


 


异常处理:


下面看一个简单的例子:


 


JAVA代码:


ackage com.ibm.cjz;


public class Exception1 {


 private native void doit();


 private void callback() {


  int a[] = new int[3];
  System.out.println(a[5]);// 数组越界,在C++中会发生异常,然后C++中把这个异常传递给java


 }


 public static void main(String[] args) {


  try {
   Exception1 ex = new Exception1();


   ex.doit();
  } catch (Exception ex) {


   System.out.println(ex);


  }


 }


 static {


  System.loadLibrary("Exception");


 }
}


 


在这个JAVA代码中,定义了一个整形数组，然后在callback()方法中调用这个数组，可以看到数组越界了，下面演示在C++中如何捕获这个异常。


 


C++代码:


#include "com_ibm_cjz_Exception1.h"
#include <iostream.h>
#include <string.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ibm_cjz_Exception1_doit
(JNIEnv* env, jobject obj){


jclass cls=env->GetObjectClass(obj);
jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"callback","()V");
env->CallVoidMethod(obj,mid);
//调用callback方法，获取异常信息


jthrowable excp=0;
const char* str;
excp=env->ExceptionOccurred();//得到异常对象
if(excp){


    jclass cls=env->GetObjectClass(excp);
    //env->ExceptionClear();
    //env->ExceptionDescribe();
    jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"toString","()Ljava/lang/String;");//调用String中的toString方法
    jstring msg=(jstring)env->CallObjectMethod(excp,mid);
    str=env->GetStringUTFChars(msg,NULL);
    cout<<"In C:"<<str<<endl;
    env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java


 




}


 




jclass errclass;
errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBoundsException");
env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常


 


 


}


 


 


 


jthrowable ExceptionOccurred(JNIEnv *env);


返回值:返回一个异常对象。


 


void ExceptionClear(JNIEnv *env);


功能:清除该异常对象，只在本线程中传递。


 


 


jint ThrowNew(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *message);


功能：抛出一个指定的异常对象和异常信息。


 


打印结果:


In C:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: thrown from C++ code


 


第一行是C++中打印的信息,第二行是从C++中抛出的异常。


如果把 env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java


jclass errclass;
errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBoundsException");
env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常


都注释掉，也会向JAVA中抛出异常。这时就没有清除掉异常了。