JNI内两种方式从C/C++中传递一维、二维、三维数组数据至Java层详细梳理

news2024/9/21 10:45:58

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0 前言

1 准备工作介绍

2 一维数组

2.1 return形式

2.2 参数形式

3 二维数组

3.1 return形式

3.2 参数形式

4 三维数组

4.1 return形式

4.2 参数形式

5 测试代码

6 结果说明

0 前言

        就如之前我写过的一篇文章【JNI内形参从C代码中获取返回值并返回到Java层使用】中所描述的一样，JNI编程往往需要考虑的就是如何将C/C++中计算分析得到的数据传递至Java层。传递的方式就有两种：①直接通过函数return出来；②再就是通过形参获取得到。在以上文章内介绍了int值得传递情况，这篇文章则具体讲述数组得传递方式和操作，包括一维数组、二维数组以及三维数组，数组使用到三维基本满足了绝大部分的使用需求了。

        之所以写这篇文章，也是因为检索了很久对于数组在JNI内传递数据方式只看到第一种通过return方式传递的。为此就将自己工作整理出来，实现数组通过形参的方式传递数据给java层。

1 准备工作介绍

        在写测试案例之前需要有系列的准备工作，由于这不是重点，该部分我简单介绍一下。首先需要创建java工程，然后编写java文件，生成JNI头文件，最后编译成动态库。这里面具体可以参考：【IntelliJ IDEA平台下JNI编程（一）—HelloWorld篇_idea jni_走召大爷的博客-CSDN博客】

        本次编写环境Ubuntu18.04 、gcc7.5.0、生成.so动态库、IDEA平台。以下分别介绍在jni层不同维度数组不同形式传递数据的代码写法，具体介绍可以看代码内部注释。

2 一维数组

2.1 return形式

//一维数组  return形式向JAVA传递数据
JNIEXPORT jdoubleArray Java_com_test_java_JNItest_test0
  (JNIEnv *env, jobject)
{
	int n = 3;	
	//构造/模拟一个数组
	double test[3] = {0.0,1.0,2.0};
	
	//定义一维数组，数组元素个数为n=3
    jdoubleArray one = env->NewDoubleArray(n);

	env->SetDoubleArrayRegion(one,0,n,test);	
	return one;

}

2.2 参数形式

//一维数组  形参向JAVA传递数据
JNIEXPORT jint Java_com_test_java_JNItest_test3
(JNIEnv *env, jobject,jdoubleArray result)
{
	int n = 3;
	//构造/模拟一个数组
	double test[3] = {0.0,1.0,2.0};
	
	env->SetDoubleArrayRegion(result,0,n,test);	
	return 0;	
}

3 二维数组

3.1 return形式

//二维数组  return形式向JAVA传递数据
JNIEXPORT jobjectArray Java_com_test_java_JNItest_test1
  (JNIEnv *env, jobject)
{
	//构造二维数组
	double test[2][3] = {{1.0,2.0,3.0},{3.0,3.0,6.0}};
	
        //一维数组  类型定义
        jclass ArrCls1 = env->FindClass("[D");  
        //创建一个有polygonpointNum个元素，每个元素的值是NULL的一维数组的数组  
        jobjectArray second = env->NewObjectArray(2, ArrCls1, NULL);  //等同二维数组
	//对于二维数组其内容是每一个一维数组，那么就循环定义一维数组，直接存入结果里面  
	//对于测试的二维数组：其为2x3固定的，不然通过下面循环可以获取变长的数组内容
        for(int i = 0;i < 2;i++)
        {	
        	int num = 3;
		//定义一维数组，数组元素个数为num=3
        	jdoubleArray darr = env->NewDoubleArray(num);
        	//将test的内容赋值给darr
        	env->SetDoubleArrayRegion(darr, 0, num, test[i]);
        	//然后再将darr一维数组内容直接按顺序赋值给second二维数组
        	env->SetObjectArrayElement(second, i, darr);  
      		//删除临时元素darr数组  
    		env->DeleteLocalRef(darr); 
        }		
	return second;


}

3.2 参数形式

//二维数组  形参向JAVA传递数据
JNIEXPORT jint Java_com_test_java_JNItest_test4
  (JNIEnv *env, jobject, jobjectArray  result)
{
	//构造二维数组
	double test[2][3] = {{1.0,2.0,3.0},{3.0,3.0,6.0}};
	//对于二维数组其内容是每一个一维数组，那么就循环定义一维数组，直接存入结果里面  
	//对于测试的二维数组：其为2x3固定的，不然通过下面循环可以获取变长的数组内容
        for(int i = 0;i < 2;i++)
        {	
        	int num = 3;
		//定义一维数组，数组元素个数为num=3
        	jdoubleArray darr = env->NewDoubleArray(num);
        	//将test的内容赋值给darr
        	env->SetDoubleArrayRegion(darr, 0, num, test[i]);
        	//然后再将darr一维数组内容直接按顺序赋值给二维结果数组，如此就将c/c++内部的数组内容通过result传递到java层了
        	env->SetObjectArrayElement(result, i, darr);  
      		//删除临时元素darr数组  
    		env->DeleteLocalRef(darr); 
        }		
	return 0;

}

4 三维数组

4.1 return形式

//三维数组  return形式向JAVA传递数据
JNIEXPORT jobjectArray Java_com_test_java_JNItest_test2
  (JNIEnv *env, jobject)
{
	//构造一个三维数组，示例为两个多边形，每个多边形3个顶点，每个顶点由x，y组成
	double test[2][3][2] = {{{1.0,2.0},{3.0,5.0},{2.0,4.0}},{{1.0,2.0},{3.0,5.0},{2.0,4.0}}};
  	int polygonNum = 2;
  	
  	//二维数组类型定义
  	jclass ArrCls2 = env->FindClass("[[D");          
    	
    	//实例化三维数组对象，第一个参数数据的大小，第二个参数用来实例化用的类是一个二维数组，也就是数组里的每个元素都是一个二维数组    	  
  	jobjectArray three = env->NewObjectArray(polygonNum, ArrCls2, NULL);  //这样three就是一个三维数组。
  	for(int i = 0;i < polygonNum;i++)  
  	{ 
  	       int polygonpointNum =  3;
   	        //一维数组  类型定义
   	        jclass ArrCls1 = env->FindClass("[D");  
  	        //创建一个有polygonpointNum个元素，每个元素的值是NULL的一维数组的数组  
   	        jobjectArray second = env->NewObjectArray(polygonpointNum, ArrCls1, NULL);  //等同二维数组
   	          
  	        for (int j = 0; j < polygonpointNum; j++) 
  	        {  
  	        	jdouble tmp[2]; //构造每一个一维存储单元/* make sure it is large enough! */
    	            	tmp[0] = test[i][j][0];  
     	     	  	tmp[1] = test[i][j][1];    //也可以不构造和赋值，后面one的赋值可以env->SetDoubleArrayRegion(one, 0, 2, test[i][j]);也可以的 
     	     	  	
  	        	//定义有两个元素的一维数组
     	      	 	jdoubleArray one = env->NewDoubleArray(2);  
      	    	  
    	        	//把tmp里数据从0开始传递2个到one里 
     	       		env->SetDoubleArrayRegion(one, 0, 2, tmp);  
    	        	//给二维数组second的第j个元素设置值  
      	      		env->SetObjectArrayElement(second, j, one);  //注意理解内容填充（数组初始化）
      	      		//删除临时元素one数组  
      	      		env->DeleteLocalRef(one);  
      	 	}  
            	//给三维数组里的第i个元素设置值，值是一个有一个元素组成的二维数据
            	env->SetObjectArrayElement(three, i, second);  
            	//删除临时元素二维数组  
            	env->DeleteLocalRef(second);  
    	} 
    	
    	return three;
}

4.2 参数形式

//三维数组  形参向JAVA传递数据
JNIEXPORT jint Java_com_test_java_JNItest_test5
  (JNIEnv *env, jobject, jobjectArray  result)
{
	//构造一个三维数组，示例为两个多边形，每个多边形3个顶点，每个顶点由x，y组成
	double test[2][3][2] = {{{1.0,2.0},{3.0,5.0},{2.0,4.0}},{{1.0,2.0},{3.0,5.0},{2.0,4.0}}};
	
	int polygonNum = 2;
  	for(int i = 0;i < polygonNum;i++)  
  	{ 
  	       int polygonpointNum =  3;
   	        //一维数组  类型
   	        jclass arrClass = env->FindClass("[D");  
  	        //创建一个有polygonpointNum个元素，每个元素的值是NULL的一维数组的数组  
   	        jobjectArray second = env->NewObjectArray(polygonpointNum, arrClass, NULL);  //等同二维数组
   	        //给一维数据填充值  
  	        for (int j = 0; j < polygonpointNum; j++) 
  	        {  
    	            	jdouble tmp[2]; //构造每一个一维存储单元
    	            	tmp[0] = test[i][j][0];  
     	     	  	tmp[1] = test[i][j][1]; //也可以不构造和赋值，后面one的赋值可以env->SetDoubleArrayRegion(one, 0, 2, test[i][j]);也可以的
     	     	  	
     	     	  	//创建一个有2个元素的一维数组
     	      	 	jdoubleArray one = env->NewDoubleArray(2);  
      	    	  	   
    	        	//把tmp里数据从0开始传递2个到one里  
     	       		env->SetDoubleArrayRegion(one, 0, 2, tmp);  
    	        	//给二维数组second的第j个元素设置值  
      	      		env->SetObjectArrayElement(second, j, one);  //注意理解内容填充（数组初始化）
      	      		//删除临时元素one数组  
      	      		env->DeleteLocalRef(one);  
      	 	}  
            	//给需要传出的三维数组里的每个元素设置值，值是一个有一个元素组成的二维数据
            	env->SetObjectArrayElement(result, i, second);  
            	//删除临时元素二维数组  
            	env->DeleteLocalRef(second);  
    	} 
    	return 0;

}

5 测试代码

        在java内的测试代码如下：

package com.test.java;

/**
 * @author yh
 * @version 1.0
 * @date 23-3-6 下午8:58
 */
public class JNItest {
    static {
        System.load("/root/workspace-yh/javaProjectTest/jni/libjnitest.so");
    }

    public native double[] test0();
    public native double[][] test1();
    public native double[][][] test2();

    public native int test3(double[] result);
    public native int test4(double[][] result);
    public native int test5(double[][][] result);

    public void printOneArray(double[] t){
        int n = t.length;
        for(int i = 0;i < n;i++){
            System.out.println(t[i]);
        }
    }

    public void printSecondArray(double[][] t){
        int n = t.length;
        for(int i = 0;i < n;i++){
            int m = t[i].length;
            String temp = "";
            for(int j = 0;j < m;j++){
                temp += t[i][j]+",";
            }
            System.out.println(temp);
        }
    }

    public void printThreeArray(double[][][] t){
        int n = t.length;
        for(int i = 0;i < n;i++){
            int m = t[i].length;
            for(int j = 0;j < m;j++){
                String temp = "";
                int k = t[i][j].length;
                for(int l = 0;l < k;l++){
                    temp += t[i][j][l]+",";
                }
                System.out.println(temp);
            }
        }
    }

    public  static void main(String[] args){
        JNItest JNI = new JNItest();
        double[] a3 = new double[3];
        double[][] a4 = new double[2][2];
        double[][][] a5 = new double[2][3][2];

        System.out.println("-------------------test0-----------------");
        double[] a0 = JNI.test0();
        JNI.printOneArray(a0);
        System.out.println("-------------------test3-----------------");
        int rnt3 = JNI.test3(a3);
        JNI.printOneArray(a3);

        System.out.println("-------------------test1-----------------");
        double[][]a1 = JNI.test1();
        JNI.printSecondArray(a1);
        System.out.println("-------------------test4-----------------");
        int rnt4 = JNI.test4(a4);
        JNI.printSecondArray(a4);

        System.out.println("-------------------test2-----------------");
        double[][][]a2 = JNI.test2();
        JNI.printThreeArray(a2);
        System.out.println("-------------------test5-----------------");
        int rnt5 = JNI.test5(a5);
        JNI.printThreeArray(a5);
    }    

}

6 结果说明

        直接执行main函数，控制台打印信息：

         根据结果可以看到，两种方式均把c/c++层数据传递到了java层了。那么后面根据工程需要想怎么传递数据就怎么传递数据，想怎么使用接口就怎么设计接口了。

参考文章：

JNI 返回二维、三维，char、float、int、long型数组到java层_谢文浩博客-CSDN博客_jni 返回二维数组

Android Studio开发之JNI层开发 --- jni层返回二维数组对象_Jimmy-CSDN博客_jni 返回二维数组

android jni jobjectArray存储输出不同类型的数据_阿文的博客-CSDN博客_jni jobjectarray

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