Update.
这个答案在我写下四年后仍然很受欢迎,在这四年里很多事情都发生了变化,所以我决定更新我的答案以更好地适应我们当前的现实。答案思路不变;实施方式发生了一些变化。我的英语也发生了变化,进步了很多,所以现在这个答案大家都更容易理解了。
请看一下the repo https://github.com/ademar111190/CppAndroidIosExample这样您就可以下载并运行我将在下面显示的代码。
答案
在展示代码之前,请仔细阅读下图。
每个操作系统都有其 UI 和特性,因此我们打算在这方面为每个平台编写特定的代码。另一方面,所有逻辑代码、业务规则和可以共享的东西我们打算使用C++编写,因此我们可以将相同的代码编译到每个平台。
在图中,您可以看到最低级别的 C++ 层。所有共享代码都在该段中。最高层是常规的 Obj-C / Java / Kotlin 代码,这里没有新闻,最困难的部分是中间层。
iOS端的中间层比较简单;你只需要配置你的项目来使用 Obj-c 的变体进行构建,称为目标C++ https://en.wikipedia.org/wiki/Objective-C#Objective-C.2B.2B仅此而已,您可以访问 C++ 代码。
在 Android 方面,事情变得更加困难,Android 上的 Java 和 Kotlin 这两种语言都在 Java 虚拟机下运行。所以访问 C++ 代码的唯一方法是使用JNI https://en.wikipedia.org/wiki/Java_Native_Interface,请花时间阅读JNI的基础知识。幸运的是,今天的 Android Studio IDE 在 JNI 方面有了巨大的改进,并且在您编辑代码时会向您展示很多问题。
代码步骤
我们的示例是一个简单的应用程序,您可以将文本发送到 CPP,它会将该文本转换为其他内容并将其返回。这个想法是,iOS 将发送“Obj-C”,Android 将发送来自各自语言的“Java”,CPP 代码将创建一个文本,如下所示“cpp 向你打招呼”>".
共享 CPP 代码
首先,我们将创建共享 CPP 代码,这样做我们有一个简单的头文件,其中包含接收所需文本的方法声明:
#include <iostream>
const char *concatenateMyStringWithCppString(const char *myString);
以及 CPP 的实现:
#include <string.h>
#include "Core.h"
const char *CPP_BASE_STRING = "cpp says hello to %s";
const char *concatenateMyStringWithCppString(const char *myString) {
char *concatenatedString = new char[strlen(CPP_BASE_STRING) + strlen(myString)];
sprintf(concatenatedString, CPP_BASE_STRING, myString);
return concatenatedString;
}
Unix
一个有趣的好处是,我们还可以在 Linux 和 Mac 以及其他 Unix 系统上使用相同的代码。这种可能性特别有用,因为我们可以更快地测试我们的共享代码,因此我们将创建一个 Main.cpp 如下,从我们的机器上执行它并查看共享代码是否正常工作。
#include <iostream>
#include <string>
#include "../CPP/Core.h"
int main() {
std::string textFromCppCore = concatenateMyStringWithCppString("Unix");
std::cout << textFromCppCore << '\n';
return 0;
}
要构建代码,您需要执行:
$ g++ Main.cpp Core.cpp -o main
$ ./main
cpp says hello to Unix
iOS
是时候在移动端实现了。至于 iOS 有一个简单的集成,我们就从它开始。我们的 iOS 应用程序是一个典型的 Obj-c 应用程序,只有一个区别:这些文件是.mm
并不是.m
。即它是 Obj-C++ 应用程序,而不是 Obj-C 应用程序。
为了更好的组织,我们创建 CoreWrapper.mm 如下:
#import "CoreWrapper.h"
@implementation CoreWrapper
+ (NSString*) concatenateMyStringWithCppString:(NSString*)myString {
const char *utfString = [myString UTF8String];
const char *textFromCppCore = concatenateMyStringWithCppString(utfString);
NSString *objcString = [NSString stringWithUTF8String:textFromCppCore];
return objcString;
}
@end
此类负责将 CPP 类型和调用转换为 Obj-C 类型和调用。一旦您可以在 Obj-C 上调用任何您想要的文件上的 CPP 代码,这不是强制性的,但它有助于保持组织,并且在包装文件之外您可以维护完整的 Obj-C 样式代码,只有包装文件成为 CPP 样式。
一旦您的包装器连接到 CPP 代码,您就可以将其用作标准 Obj-C 代码,例如视图控制器”
#import "ViewController.h"
#import "CoreWrapper.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *label;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString* textFromCppCore = [CoreWrapper concatenateMyStringWithCppString:@"Obj-C++"];
[_label setText:textFromCppCore];
}
@end
看看该应用程序的外观:
Android
现在是 Android 集成的时候了。 Android 使用 Gradle 作为构建系统,对于 C/C++ 代码,它使用 CMake。所以我们需要做的第一件事是在 gradle 文件上配置 CMake:
android {
...
externalNativeBuild {
cmake {
path "CMakeLists.txt"
}
}
...
defaultConfig {
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags "-std=c++14"
}
}
...
}
第二步是添加 CMakeLists.txt 文件:
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
include_directories (
../../CPP/
)
add_library(
native-lib
SHARED
src/main/cpp/native-lib.cpp
../../CPP/Core.h
../../CPP/Core.cpp
)
find_library(
log-lib
log
)
target_link_libraries(
native-lib
${log-lib}
)
CMake 文件是您需要添加将在项目中使用的 CPP 文件和头文件夹的位置,在我们的示例中,我们添加CPP
文件夹和 Core.h/.cpp 文件。要了解更多有关 C/C++ 配置的信息,请read it. https://developer.android.com/studio/projects/add-native-code.html
现在核心代码是我们应用程序的一部分,是时候创建桥梁了,为了使事情更加简单和有组织,我们创建一个名为 CoreWrapper 的特定类作为 JVM 和 CPP 之间的包装器:
public class CoreWrapper {
public native String concatenateMyStringWithCppString(String myString);
static {
System.loadLibrary("native-lib");
}
}
注意这个类有一个native
方法并加载名为的本机库native-lib
。这个库是我们创建的,最终CPP代码将成为一个共享对象.so
文件嵌入到我们的 APK 中,并且loadLibrary
将加载它。最后,当您调用本机方法时,JVM 会将调用委托给加载的库。
现在Android集成中最奇怪的部分是JNI;我们需要一个 cpp 文件,如下所示,在我们的例子中为“native-lib.cpp”:
extern "C" {
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_ademar_androidioscppexample_CoreWrapper_concatenateMyStringWithCppString(JNIEnv *env, jobject /* this */, jstring myString) {
const char *utfString = env->GetStringUTFChars(myString, 0);
const char *textFromCppCore = concatenateMyStringWithCppString(utfString);
jstring javaString = env->NewStringUTF(textFromCppCore);
return javaString;
}
}
您首先会注意到的是extern "C"
这部分对于 JNI 与我们的 CPP 代码和方法链接正确工作是必要的。您还将看到 JNI 用于与 JVM 配合使用的一些符号,如下所示JNIEXPORT
and JNICALL
。要理解这些事物的含义,需要花时间read it https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html,出于本教程的目的,只需将这些内容视为样板即可。
一件重要的事情,通常是许多问题的根源是方法的名称;它需要遵循“Java_package_class_method”模式。目前,Android studio 对其有很好的支持,因此它可以自动生成此样板,并在命名正确或未命名时向您显示。在我们的示例中,我们的方法被命名为“Java_ademar_androidioscppexample_CoreWrapper_concatenateMyStringWithCppString”,这是因为“ademar.androidioscppexample”是我们的包,所以我们替换“.”。通过“_”,CoreWrapper 是我们链接本机方法的类,“concatenateMyStringWithCppString”是方法名称本身。
由于我们已经正确声明了方法,因此是时候分析参数了,第一个参数是一个指针JNIEnv
这是我们访问 JNI 内容的方式,这对于我们进行转换至关重要,您很快就会看到。第二个是一个jobject
它是您用来调用此方法的对象的实例。你可以把它想象成java”this”,在我们的示例中,我们不需要使用它,但我们仍然需要声明它。在这个 jobobject 之后,我们将接收该方法的参数。因为我们的方法只有一个参数 - 一个字符串“myString”,我们只有一个同名的“jstring”。还要注意,我们的返回类型也是 jstring。这是因为我们的 Java 方法返回一个 String,有关 Java/JNI 类型的更多信息,请read it. https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/types.html
最后一步是将 JNI 类型转换为我们在 CPP 端使用的类型。在我们的例子中,我们正在改变jstring
to a const char *
将其发送转换为CPP,获取结果并转换回jstring
。与 JNI 上的所有其他步骤一样,这并不难;它只是样板文件,所有工作都是由JNIEnv*
当我们调用时我们收到的参数GetStringUTFChars
and NewStringUTF
。之后我们的代码就可以在 Android 设备上运行了,让我们看一下。