JNI开发系列之C语言

最新推荐文章于 2021-12-03 20:00:37 发布

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#native #java #jni #c语言

本文介绍了JNI的概念及其在Java中的应用价值，同时深入探讨了C语言的基础知识，包括数据类型、输入输出函数、指针等内容。

JNI开发系列之C语言

什么是JNI

JNI全称Java native interface
JNI可以看作是翻译，实际上就是一套协议、接口

为什么要使用JNI？

Java的特点是一处编译到处运行，即跨平台
Java运行在虚拟机上，JNI可以扩展Java虚拟机的能力，让Java代码可以调用驱动
Java是解释型语言，运行效率相对较低，C/C++的效率要高很多，通过JNI把耗时、好性能的操作放在C/C++可以提高Java运行效率
Java代码编译成的.class文件安全性较差，可以通过JNI把重要的业务逻辑放到C/C++去实现，C/C++反编译比较困难，安全性较高
C历史悠久1972年就诞生了，在这几十年已经有了现成的优秀C库，比如FFMPEG、OpenGL等等，我们可以使用JNI来调用这些库，而没必要再重复造轮子。

怎么使用JNI

学习C、C++语法
学习JNI开发流程
学习使用NDK开发工具，在Android Studio已经推荐使用CMake了

C的基本语法

第一个C语言程序，Hello World

#include<stdio.h>   //include相当于Java的import，stdio.h标准的输入输出（standard io） 
#include<stdlib.h>  //stdlib.h标准函数库，相当于Java的com.java.lang 

main() {
    printf("Hello World\n");    //相当于System.out.println("Hello World"); 
    system("pause");            //system执行Windows系统命令，表示暂停。比如在CMD中执行notepad一样。 
}

Java的基本数据类型：
byte（1）、char（2）、short（2）、int（4）、long（8）、float（4）、double（8）、boolean（1）
C的基本数据类型：
char（1）、short（2）、int（4）、long（4）、float（4）、double（8）、signed（表示正负）、unsigned（只能是正数）、void。
- signed和unsigned只能用来修饰整型变量，占用大小随整型类型走。
- 没有boolean和byte类型，其中boolean用0表示false，用非0表示true。
需要注意的是不同编译器所占用字节也不一样，没必要去死抠，知道这么回事就可以了。

#include<stdio.h>   //include相当于Java的import，stdio.h标准的输入输出（standard io） 
#include<stdlib.h>  //stdlib.h标准函数库，相当于Java的com.java.lang 

/**
C语言中的基本数据类型：char（1）、short（2）、int（4）、long（4）、float（4）、double（8）、signed、unsigned（占用大小随整型类型走） 
*/ 
main() {
    char c = 'a'; 
    printf("char占用%d个字节\n", sizeof(c));

    short s = 12;
    printf("short占用%d个字节\n", sizeof(s));

    int i = 12345;
    printf("int占用%d个字节\n", sizeof(i)); 

    long phone = 18672;
    printf("long%d字节\n", sizeof(phone));

    float price = 3.14; 
    printf("float占用%d个字节\n", sizeof(price));

    double PI = 3.1416926;
    printf("double占用%d个字节\n", sizeof(PI));

    signed ss = -100;
    printf("signed占用%d字节\n", sizeof(ss));

    signed char unss = -99;
    printf("%d\n", unss);
    printf("unsigned占用%d字节\n", sizeof(unss));

    system("pause");
}

C的输出函数

#include<stdio.h>   //include相当于Java的import，stdio.h标准的输入输出（standard io） 
#include<stdlib.h>  //stdlib.h标准函数库，相当于Java的com.java.lang 

/**
printf("输出的内容[格式化符号]", 变量);

%d      -->     int
%ld     -->     long
%lld    -->     long long
%hd     -->     short
%c      -->     char
%f      -->     float，默认输出的是6位长度的小数，不够补0，超出的四舍五入。想手动指定加上.X，如%.4f表示4位的小数 
%lf     -->     double，默认输出的是6位长度的小数，不够补0，超出的四舍五入。想手动指定加上.X，如%.8f表示4位的小数 
%u      -->     unsigned 
%x[X]   -->     十六进制输出int、long int或者short，为了区分可以在前面加上前缀，如%#x 
%o      -->     八进制输出int、long、short
%s      -->     字符串（注意没有字符串类型） 
*/
main() {
    char c = 'z';
    short s = 123;
    int i = 12346;
    long l = 1234567;
    float f = 1.2346789;
    double d = 3.1415926;

    printf("c = %c\n", c);
    printf("s = %hd\n", s);
    printf("i = %d\n", i);
    printf("l = %ld\n", l);
    printf("f = %f\n", f);
    printf("f = %.4f\n", f);
    printf("d = %lf\n", d);
    printf("d = %.9lf\n", d);

    printf("十六进制的输出i：%x\n", i); 
    printf("十六进制的输出i，带前缀的：%#x\n", i); 
    printf("八进制的输出s：%o\n", s); 
    printf("八进制的输出s，带前缀的：%#o\n", s); 

    //字符串其实就是字符数组
    char charArray[] = {'a', 'b', 'c', 'd', '\0'};  //C语言中字符串必须加上结束符\0，这样它就能识别结束，否则无法正常输出
    printf("charArray的输出：%s\n", charArray); 
    char str[] = "这是我写的Hello World";    //这种是自带结束符的，并且是可以有非英文字符，上面是不可以的
    printf("str的输出是：%s\n", str); 
    system("pause");            //system执行Windows系统命令，表示暂停。比如在CMD中执行notepad一样。 
}

C的输入函数

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

/**
C语言的输入输出函数：

printf输出函数

scanf输入函数 

*/ 
main() {
    printf("请输入你的年龄：\n");
    int age;
    scanf("%d", &age);  //&表示取地址符 
    printf("您的年龄是：%d\n", age);
    printf("age的内存地址%d，占用内存大小：%d\n\n", &age, sizeof(age)); 

    //输入字符串
    char charArray[4];
    //注意C的数组是不检测越界问题，你输入多少就能接收多少，因此建议合理使用大小 
    printf("请输入姓名：\n");
    scanf("%s", &charArray);
    printf("您的姓名是：%s\n", charArray); 
    printf("charArray的内存地址%d，占用的内存大小：%d\n\n", &charArray, sizeof(charArray));

    printf("您的年龄是%d，您的姓名是%s",  age, charArray); 

    /*
    请输入你的年龄：
    12
    您的年龄是：12
    age的内存地址6487628，占用内存大小：4

    请输入姓名：
    555
    您的姓名是：555
    charArray的内存地址6487616，占用的内存大小：4

    您的年龄是12，您的姓名是555    
    --------------------------------

    需要注意的是charArray的内存地址是6487616，而age的内存地址是6487628，中间相差12个字节。在这里我有点奇怪的是为啥是12个字节，我的系统是64位的。那么这里其实牵扯到一个问题，就是如果charArray的输入超过了12字节（即12个字符）那么你会发现输出的age值不是你最开始输入的值。原因是因为charArray所输入的字符地址超过了范围，这就造成后面变量的值就被改写了，说白了就是数组越界了，因此我们应该合理的 使用数组大小，比如下面的结果我输入了12个字符（abcdefghijkl）加一个'\0'字符就是13个字符，已经超出了12个字节了，其age的输出结果是0：

    请输入你的年龄：
    15
    您的年龄是：15
    age的内存地址6487628，占用内存大小：4

    请输入姓名：
    abcdefghijkl
    您的姓名是：abcdefghijkl 
    charArray的内存地址6487616，占用的内存大小：4

    您的年龄是0，您的姓名是abcdefghijkl
    */ 
}

内存地址的概念

CPU主要有3个总线来控制着：
1. 地址总线：标识地址，地址总线的大小表示能支持多大的内存，如32系统最大支持2^32个byte即4G内存
2. 数据总线：传输数据，比如3.14
3. 控制总线：读写操作，写一个数据或读一个文件

指针

我们一般说的指针其实是指针变量，而指针变量只能用来保存变量的地址。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

main() {
    int num = 123;
    //一般计算机使用16进制来表示内存地址
    printf("num的值：%d，num的内存地址：%#x\n", num, &num); 

    /*
    1、* pointer表示是int类型的指针变量，指针类型的变量只能用来存放内存地址。
    2、使用&符号，可以获取变量的地址。
    3、把&num赋给指针变量表示指针变量指向了num的地址 
    */
    int *pointer = &num;
    printf("pointer的值：%#x\n", pointer); 

    //使用* pointer可以获取该地址所存放的值 
    int value = *pointer;
    printf("value的值：%d\n", value);

    *pointer = 99; 
    printf("对指针变量修改值，那么num的值：%d\n", num);
}

需要注意的是C语言中是不允许修改没有赋值（即没有初始化）的指针变量的值，否则就崩溃。这种没有赋值的指针称之为野指针，原因是野指针可能是内存中某一块地址，如果自己没有初始化的话直接赋值可能会出现问题，因此系统不允许你这么做。

int *age;
printf("指针变量age的地址：%#x\n", age);

//对野指针（没有初始化）进行赋值会崩溃 
*age = 666;

指针变量只允许指向同类型的变量，比如int类型的指针变量只允许指向int类型的变量，否则会错误。

double pi = 3.14;
/*
不过我是用Dev-C++来编译的时候过不去，提示“cannot convert 'double*' to 'int*' in initialization”
*/
int *number = &pi;
printf("*number的值：%d\n", *number);