Java调用native本地方法实例：控制台下的中英文字符对齐问题

老九君

发布于 2019-10-22 23:05:45

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发布于 2019-10-22 23:05:45

文章被收录于专栏：老九学堂

小伙伴们在初学Java的时候一般都是采用Eclipse或其他IDE环境，中英文混合时的对齐问题想必都或多或少地困扰过大家。

比如下面的代码和在Eclipse中的显示效果：

Java字符串格式构建代码：

public String toString() {
        String str = String.format("%-8s%-4d\t%-8s\t%.2f", name, level, getLevelName(), face);
        return str;
    }

跟我们设想的并不一样。网上有个比较简单的解决方案，就是在%s后添加\t：

public String toString() {
        String str = String.format("%-8s\t%-4d\t%-8s\t%.2f", name, level, getLevelName(), face);
        return str;
    }

效果如下：

对于没有强迫症的小伙伴，本文结束，大家按照上面的解决方案修改代码即可。

二、使用JNI调用C/C++实现中英文对齐

JNI，即Java Native Interface，Java本地接口。是Java平台提供的调用本地C/C++代码进行互操作的API。

2.1 本次示例所用的代码如下：

/**
 * 后宫佳丽
 * @author 窖头
 *
 */
public class Beauty {
    private static String[] levelNames = {"秀女", "答应", "常在", "贵人", "嫔", "妃", "贵妃", "皇贵妃", "皇后", "皇太后", "太皇太后", "太皇太后还要往后"};
    private String name;
    private int level;
    private String levelName;
    private double face;        //颜值，可以通过图像AI获取

    public Beauty(String name, int level, double face) {
        this.name = name;
        setLevel(level);
        this.levelName = getLevelName();
        this.face = face;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getLevel() {
        return level;
    }
    public void setLevel(int level) {
        if(level < 0 || level > levelNames.length) {
            this.level = 1;
            return;
        }
        this.level = level;
    }
    public String getLevelName() {
        if(level < 0 || level > levelNames.length) {
            return levelNames[0];
        }
        return levelNames[level - 1];
    }
    public void setLevelName(String levelName) {
        this.levelName = levelName;
    }
    public double getFace() {
        return face;
    }
    public void setFace(double face) {
        this.face = face;
    }
}

/**
 * 使用单例模式的打印类
 * @author 窖头
 *
 */
public class Printer {
    private static Printer printer = null;
    private Printer() {}
    /**
     * 调用native方法打印后宫佳丽的信息
     * @param beauty
     */
    public native void printf(Beauty beauty);

    public static Printer getInstance() {
        if(null == printer) {
            printer = new Printer();
        }
        return printer;
    }   
}

下图是在Eclipse中创建的工程和class：

2.2 命令行下执行javah命令，得到包含该本地方法声明的头文件(.h文件)

win+r -> cmd，进入工程根目录的bin目录，输入以下指令：

//包名及类名请根据自己的定义进行修改
javah -jni com.xuetang9.kenny.util.Printer

这里如果出现错误，请检查并重新配置Java的环境变量

获得头文件：com_xuetang9_kenny_util_Printer.h

头文件以包名_方法名的方式命名，内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_xuetang9_kenny_util_Printer */

#ifndef _Included_com_xuetang9_kenny_util_Printer
#define _Included_com_xuetang9_kenny_util_Printer
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_xuetang9_kenny_util_Printer
 * Method:    printf
 * Signature: (Lcom/xuetang9/kenny/entity/Beauty;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xuetang9_kenny_util_Printer_printf
  (JNIEnv *, jobject, jobject);


/** 自定义函数：将Java传来的字符串转换为GB2312以便显示 */
char* jstringToWindows(JNIEnv *, jstring);
/** 自定义函数：将gb2312转换为UTF8/16，以便传回给Java能够正常显示 */
jstring WindowsTojstring(JNIEnv* env, const char * );
//关于为什么使用两个自定义转换函数请参见：http://wiki.xuetang9.com/?p=5270
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

2.3 下面根据头文件，书写C++代码，实现本地方法

在头文件旁创建C++源文件：com_xuetang9_kenny_util_Printer.cpp

文件名不变，后缀名修改为cpp，实现代码如下：

#include "com_xuetang9_kenny_util_Printer.h"

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <memory.h>
#include <Windows.h>

using namespace std;

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xuetang9_kenny_util_Printer_printf(JNIEnv * env, jobject jobj, jobject jbeauty)
{
    jclass beautyClass = env->GetObjectClass(jbeauty);  //获得Java传来的后宫佳丽对象

    //获得属性句柄(ID)
    jfieldID nameFid =      env->GetFieldID(beautyClass, "name", "Ljava/lang/String;");
    jfieldID levelFid =     env->GetFieldID(beautyClass, "level", "I"); //整型为I，double类型为D
    jfieldID levelNameFid = env->GetFieldID(beautyClass, "levelName", "Ljava/lang/String;");
    jfieldID faceFid =      env->GetFieldID(beautyClass, "face", "D");

    //获得name属性的值
    jstring jNameField = (jstring)env->GetObjectField(jbeauty, nameFid);
    jint jLevelField = (jint)env->GetIntField(jbeauty, levelFid);
    jstring jLevelNameField = (jstring)env->GetObjectField(jbeauty, levelNameFid);
    jdouble jFaceField = env->GetDoubleField(jbeauty, faceFid);

    //const char * cNameField = env->GetStringUTFChars(jNameField, NULL);
    //const char * cLevelNameField = env->GetStringUTFChars(jLevelNameField, NULL);
    //C++中的打印格式控制，左对齐，单独设置每个元素的宽度
    cout.setf(ios::left);
    cout << setw(12) << jstringToWindows(env, jNameField);
    cout << setw(4)  << jLevelField;
    cout << setw(8)  << jstringToWindows(env, jLevelNameField);
    cout << setw(7)  << jFaceField << endl;
    //释放字符串所占的空间
    //env->ReleaseStringUTFChars(jNameField, NULL);
    //env->ReleaseStringUTFChars(jLevelNameField, cLevelNameField);
}

//字符串转换函数，了解做什么的即可
/**
 * 将Java传来的UTF8/16编码转换为C/C++能够正常显示的GB2312编码
 */
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )
{
    int length = (env)->GetStringLength(jstr);
    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0);
    char* rtn = (char*)malloc(length*2 + 1);
    int size = 0;
    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL);
    if( size <= 0 )
        return NULL;
    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr);
    rtn[size] = 0;
    return rtn;
}

/**
 * 将C/C++中的GB2312编码转换成UTF8/16编码
 */
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, const char* str )
{
    jstring rtn = 0;
    int slen = strlen(str);
    unsigned short * buffer = 0;
    if( slen == 0 )
    {
        rtn = (env)->NewStringUTF(str );
    }
    else
    {
        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
            rtn = (env)->NewString(  (jchar*)buffer, length );
    }
    if（buffer) free( buffer );
    return rtn;
}

2.4 使用Gcc编译生成共享库dll文件

配置好MinGw的环境变量后，键入下面的命令：

g++ -m64 -static-libgcc -static-libstdc++ -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_201\include" -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_201\include\win32" -shared -o Printer.dll com_xuetang9_kenny_util_Printer.cpp

1、路径C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_201\include和 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_201\include\win32 分别包含了JNI的头文件，<jni.h>和<jni_md.h>，请大家根据自己机器配置的不同，自行修改路径

2、-m64表示生成64位dll库文件

2.5 在Java中调用本地库文件

书写Java测试类：

import java.io.File;
import com.xuetang9.kenny.entity.Beauty;
import com.xuetang9.kenny.util.Printer;

public class TestPrinter {
    public static void main(String[] args) {
        //请大家自行修改成自己机器的路径
        String path = "C:\\Users\\窖头\\eclipse-workspace\\PrintMsgByCpp\\bin\\Printer.dll";
        File file = new File(path);
        //加载本地dll库
        System.load(file.getAbsolutePath());

        Beauty[] beauties = new Beauty[5];
        for(int i = 0; i < beauties.length; i++) {
            beauties[i] = new Beauty();
        }
        beauties[0] = new Beauty("貂蝉1号", 5, 86.25);
        beauties[1] = new Beauty("a赵飞燕b", 6, 76.25);
        beauties[2] = new Beauty("ab西施bc", 7, 56.25);
        beauties[3] = new Beauty("北岸初晴", 8, 66.25);
        beauties[4] = new Beauty("龙a女d", 9, 96.25);

        for(int i = 0; i < beauties.length; i++) {
            //调用本地C++方法打印对象的内容
            Printer.getInstance().printf(beauties[i]);
        }
    }
}

如果直接在Eclipse中运行这个main方法，会抛出异常：java.lang.UnsatisfiedLinkError: %1 不是有效的 Win32 应用程序

反正未来我们开发完成的程序也不可能在Eclipse中执行，所以我们直接在控制台下执行并观察

结果：