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混合程式設計開發混合程式設計開發

混合程式設計開發

C++與Java混合程式設計

現在的程式員,不再像以前一樣,掌握一種程式設計語言就可以混得有模有樣了,現實的情況是,真實的項目中,通常是涉及多種程式設計語言,舉幾個簡單的例子,一個軟體為了快速開發,可能是使用Delphi或VB作為界面開發首選語言,底層的指令或核心算法,會使用C/C++處理,涉及資料處理的時候,為了安全和快速開發,會使用Javascript或Python等腳本語言實作資料分析處理。是以,開發者應該學習或掌握語言混合程式設計。 C++和Java是主流的兩種程式設計語言,但是現在整個網上對實作這兩種語言混合程式設計的資料少之又少,卻又說之不全,并且有時多種問題現在也含糊不清,對正在學習或使用這兩種語言的朋友造成很大的困擾。本人的這篇拙作,希望對使用這兩種語言混合程式設計學習的朋友可以抛磚引玉。

實作原理

實作Java和C++的互動,使用的技術是稱為JNI( Java Native Interface ),C++編寫的程式,隻要實作JNI生成的接口,則可以讓Java程式調用,而Java編寫的程式,C++調用,則需要運作Java虛拟機,通過JNI 查詢調用Java實作的方法。

環境變量設定

本文中使用的Java的版本是( build 1.6.0_03-b05 ),C++的版本為VC++ 6.0版本。并根據你本機上的Java和C++安裝目錄設定以下的環境變量

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注意不要缺少Java的include和lib這三個紅線标出部分(為源碼封包件中的cpp-env.Bat這個批處理檔案)。

設定Java的環境變量,如下圖所示

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注意紅線标注的這處部分,這部分與C++調用Java的方法時候影響非常重要(為源碼封包件中的java-env.Bat這個批處理檔案)。 在command模式運作這兩個批處理檔案後,就可以在command模式運作demo程式了。

Java調用C++的方法

源碼檔案中 %SRC%/Java-cpp目錄中的WinFile.java的這個檔案(Java文法規定類名與檔案名必須一緻),定義了一個WinFile類,這個類的内容如下

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在代碼的第18行,聲明一個帶native屬性的方法GetFilesFromDir,這個方法傳入一個字元類參數,并傳回一個字元類參數,而 System.loadLibrary則會加載指定的共享連結庫,參數所示加載的動态庫為libwinfile.dll,在windows平台上,執行時會自動加入字尾.dll。 在command模式運作以下指令:

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第一條指令則會生成WinFile.class的編譯檔案,而第二條指令則會生成WinFile.h這個頭檔案,這個頭檔案包含了WinFile.java中的native的方法的C/C++語言的定義。

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在C/C++的語言定中,Java語言的String的定義為jstring,注意,Java的語言的字元與程式的編碼都是以UTF-8編碼實作的,是以Java中的中文字元在C++的方法中如果沒有編碼轉換,則會顯示為亂碼。同理,在C++的方法中将中文字元傳回給Java,如果沒有将字元編碼轉為 UTF-8,在Java的方法顯示同樣會是亂碼。

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以上為**%SRC%/Java-cpp/WinFile.cpp**的部分代碼,代碼中實作了兩個函數,一個是将UTF-8轉為GB2312,另一個為将GB2312轉為UTF-8,而jni.h這個頭檔案中也同時提供了jstring與char*的類型之間轉換函數。

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C++調用Java類方法

這裡示範String作為參數的調用傳回的方法,其它的類型的方法調用也類似。

建立一個靜态聲明的Java方法

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這個方法将會接受一個C++的傳入的字元參數,并傳回Java的字元類,讓C++函數輸出内容。代碼位于**%SRC%/cpp-java/WinFile.java**

編譯該檔案後生成是一個java位元組碼的檔案,它必須要運在JVM上,C++要執這些Java位元組碼,必須要運作JVM,運作JVM的代碼位于檔案**%SRC%/cpp-java/WinFile.cpp**中,如下圖所示

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通過JNI_CreateJavaJVM這個函數,C++則會運作JVM,注意,生成的WinFile.exe這個檔案提示需要jvm.dll,但是千萬不要将jvm.dll從jre這個目錄拷貝到WinFile.exe這個目錄,因為jvm能夠正常運作,必須依賴jre的java庫和其它的動态庫,雖然從dependency看不出jvm.dll依賴jre中的其它庫和檔案。如果把jvm.dll抽離出來與WinFile.exe位于同一目錄,雖然能夠運作,但JNI_CreateJavaJVM調用永遠失敗的。解決方法,就是将jvm.dll這個動态庫加入的搜尋路徑中,如上面的批處理檔案所示。

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成功建立Java虛拟機後,就需要動态獲得類名,并通過類名和函數簽名獲得Java的方法,獲得函數簽名的方法是運作如下指令。

1.``<b>Java -s -p WinFile</b>
           

則輸出了我們在Java檔案中定義的函數的簽名,

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剩下的事情就是要負責将字元的參數進行編碼調用,如下圖示注出值得注意的地方

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參數的轉換過程是為char轉為UTF8編碼再轉變成為jstring偉入java方法,java方法的傳回值也應該是先轉成jstring類型,再轉為char類型再轉為GB2312。運作程式,輸出結果如下

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