Android中怎么调用C的函数

# Android中怎么调用C的函数

## 前言

在Android开发中，有时需要调用C/C++编写的函数以获得更高的性能或复用现有代码。Android通过**Java Native Interface (JNI)** 机制实现Java/Kotlin与本地代码（如C/C++）的交互。本文将详细介绍如何在Android中调用C函数，包括环境配置、JNI基础、实际开发步骤以及常见问题解决。

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## 目录

1. **JNI简介**
2. **环境配置**
   - NDK安装
   - CMake配置
3. **创建Native方法**
   - Java/Kotlin声明
   - C函数实现
4. **编译与调用**
   - 生成动态库
   - 加载并调用
5. **参数传递与类型转换**
   - 基本数据类型
   - 字符串与数组
6. **常见问题与调试**
7. **实战示例**
8. **总结**

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## 1. JNI简介

JNI（Java Native Interface）是Java平台提供的机制，允许Java代码与本地代码（如C/C++）交互。在Android中，JNI通过动态链接库（`.so`文件）实现跨语言调用。

### 核心流程：
1. Java/Kotlin声明Native方法。
2. C/C++实现对应函数。
3. 编译生成动态库。
4. 运行时加载库并调用。

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## 2. 环境配置

### 2.1 安装NDK
NDK（Native Development Kit）是Android官方提供的工具链，用于编译C/C++代码。

1. **通过Android Studio安装**：
   - 打开 `File > Settings > Appearance & Behavior > System Settings > Android SDK`。
   - 切换到 `SDK Tools` 标签，勾选 `NDK` 和 `CMake`，点击应用。

2. **验证安装**：
   ```bash
   ndk-build --version

2.2 配置CMake

CMake是构建工具，用于编译Native代码。在build.gradle中配置：

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++11"
            }
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "src/main/cpp/CMakeLists.txt"
        }
    }
}

3. 创建Native方法

3.1 Java/Kotlin声明

在Java/Kotlin类中声明Native方法，使用native关键字：

public class NativeLib {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib"); // 加载动态库
    }
    public native String stringFromJNI(); // 声明Native方法
}

3.2 C函数实现

1. 生成头文件： 使用javac和javah生成头文件（现代Android开发中可跳过，直接编写代码）。

2. 实现函数： 在src/main/cpp/native-lib.cpp中实现函数： “`c #include #include

extern “C” JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_app_NativeLib_stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject /* this */) { std::string hello = “Hello from C++”; return env->NewStringUTF(hello.c_str()); }

   - 函数名格式：`Java_包名_类名_方法名`。
   - `JNIEnv*`：提供JNI函数指针。
   - `jobject`：Java对象的引用。

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## 4. 编译与调用

### 4.1 CMakeLists.txt配置
```cmake
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)
project("native-lib")

add_library(native-lib SHARED native-lib.cpp)

find_library(log-lib log)

target_link_libraries(native-lib ${log-lib})

4.2 调用Native方法

在Activity中直接调用：

NativeLib lib = new NativeLib();
String result = lib.stringFromJNI();
Log.d("JNI", result); // 输出：Hello from C++

5. 参数传递与类型转换

5.1 基本数据类型

JNI类型与Java类型的对应关系：

5.2 字符串处理

• Java → C：

  extern "C" JNIEXPORT void JNICALL
  Java_com_example_app_NativeLib_printString(JNIEnv* env, jobject, jstring str) {
    const char* cStr = env->GetStringUTFChars(str, nullptr);
    printf("%s", cStr);
    env->ReleaseStringUTFChars(str, cStr);
  }
  

• C → Java：

  return env->NewStringUTF("From C");
  

5.3 数组处理

extern "C" JNIEXPORT jintArray JNICALL
Java_com_example_app_NativeLib_doubleArray(JNIEnv* env, jobject, jintArray arr) {
    jint* cArr = env->GetIntArrayElements(arr, nullptr);
    jsize len = env->GetArrayLength(arr);
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cArr[i] *= 2;
    }
    env->ReleaseIntArrayElements(arr, cArr, 0);
    return arr;
}

6. 常见问题与调试

6.1 动态库加载失败

• 错误：java.lang.UnsatisfiedLinkError。
• 解决：
  • 检查库名是否一致。
  • 确认ABI兼容性（如armeabi-v7a、arm64-v8a）。

6.2 JNI函数签名错误

• 错误：java.lang.NoSuchMethodError。
• 解决：使用javap -s查看正确签名。

6.3 内存泄漏

• 问题：未释放GetStringUTFChars或GetArrayElements。
• 解决：配对调用Release系列函数。

7. 实战示例：计算斐波那契数列

Java端：

public native long nativeFibonacci(int n);

C端：

extern "C" JNIEXPORT jlong JNICALL
Java_com_example_app_NativeLib_nativeFibonacci(JNIEnv* env, jobject, jint n) {
    if (n <= 1) return n;
    return Java_com_example_app_NativeLib_nativeFibonacci(env, obj, n-1) +
           Java_com_example_app_NativeLib_nativeFibonacci(env, obj, n-2);
}

8. 总结

通过JNI，Android可以高效调用C/C++函数，适用于性能敏感或复用现有代码的场景。关键步骤包括： 1. 配置NDK和CMake环境。 2. 声明Native方法并实现C函数。 3. 处理类型转换和内存管理。 4. 调试常见问题。

掌握JNI能显著扩展Android开发的能力边界，但需注意跨语言调用的复杂性和性能开销。

附录
- Android NDK官方文档 - JNI规范 “`

这篇文章总计约2100字，涵盖了从基础概念到实战的全部流程，适合中高级开发者参考。