Java中JNI的使用详解第五篇:C/C++中操作Java中的数组

在Java中，数组是非常常见的数据结构，而在C/C++中，操作数组也是非常方便的。在JNI中，我们可以通过JNI提供的函数来操作Java中的数组。本篇文章将详细介绍如何在C/C++中操作Java中的数组。

1. 获取数组信息

在C/C++中，我们需要获取Java中数组的长度、元素类型、以及数组元素的指针等信息才能对数组进行操作。JNI提供了一系列的函数来获取这些信息。

- 获取数组长度：使用GetArrayLength()函数可以获取Java数组的长度，其函数原型如下：

jsize GetArrayLength(JNIEnv *env, jarray array);

其中，env表示JNI的环境变量，array表示要获取长度的Java数组。该函数返回Java数组的长度。

- 获取数组元素类型：使用GetArrayElements()函数可以获取Java数组的元素类型，其函数原型如下：

jbooleanArray    (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);
jbyteArray       (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);
jcharArray       (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);
jshortArray      (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);
jintArray        (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);
jlongArray       (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);
jfloatArray      (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);
jdoubleArray     (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);

其中，env表示JNI的环境变量，size表示数组的长度。该函数返回一个新的Java数组对象。

- 获取数组元素指针：使用GetArrayElements()函数可以获取Java数组的元素指针，其函数原型如下：

jboolean*       (*GetBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*);
jbyte*          (*GetByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jboolean*);
jchar*          (*GetCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jboolean*);
jshort*         (*GetShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jboolean*);
jint*           (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);
jlong*          (*GetLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jboolean*);
jfloat*         (*GetFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jboolean*);
jdouble*        (*GetDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jboolean*);

其中，env表示JNI的环境变量，array表示要获取指针的Java数组，isCopy表示是否需要复制数据。该函数返回Java数组元素指针。

- 释放数组元素指针：使用ReleaseArrayElements()函数可以释放Java数组元素指针，其函数原型如下：

void            (*ReleaseBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*, jint);
void            (*ReleaseByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jbyte*, jint);
void            (*ReleaseCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jchar*, jint);
void            (*ReleaseShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jshort*, jint);
void            (*ReleaseIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jint*, jint);
void            (*ReleaseLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jlong*, jint);
void            (*ReleaseFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jfloat*, jint);
void            (*ReleaseDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jdouble*, jint);

其中，env表示JNI的环境变量，array表示要释放指针的Java数组，elems表示要释放的Java数组元素指针，mode表示释放模式（0表示更新Java数组，JNI_COMMIT表示更新Java数组并释放elems，JNI_ABORT表示不更新Java数组并释放elems）。

2. 操作数组元素

在获取到Java数组的元素指针之后，我们就可以对Java数组进行操作了。在C/C++中，Java数组元素的访问方式与C/C++数组相同，我们可以使用数组下标的方式访问Java数组元素。

3. 代码示例

下面是一个简单的代码示例，展示了如何在C/C++中操作Java中的int数组：

Java代码：

public class JNIIntArrayExample {
    static {
        System.loadLibrary("jniexample");
    }

    public native int[] sort(int[] arr);
}

C/C++代码：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_JNIIntArrayExample_sort(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr) {
    // 获取数组长度
    jsize len = env->GetArrayLength(arr);
    // 获取数组元素指针
    jint *elems = env->GetIntArrayElements(arr, NULL);
    // 对数组元素进行操作
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        for (int j = i + 1; j < len; j++) {
            if (elems[i] > elems[j]) {
                jint tmp = elems[i];
                elems[i] = elems[j];
                elems[j] = tmp;
            }
        }
    }
    // 创建新的Java数组对象
    jintArray result = env->NewIntArray(len);
    // 将排序后的数组拷贝到新的Java数组对象中
    env->SetIntArrayRegion(result, 0, len, elems);
    // 释放数组元素指针
    env->ReleaseIntArrayElements(arr, elems, 0);
    // 返回新的Java数组对象
    return result;
}

其中，sort()函数接收一个Java中的int数组，对其进行排序，并返回一个新的排序后的Java中的int数组。在sort()函数中，我们首先通过GetArrayLength()函数获取Java数组的长度，然后通过GetIntArrayElements()函数获取Java数组的元素指针。接着，我们对Java数组元素进行操作，这里使用了冒泡排序算法。最后，我们创建一个新的Java数组对象，并通过SetIntArrayRegion()函数将排序后的数组拷贝到新的Java数组对象中。最后，我们通过ReleaseIntArrayElements()函数释放Java数组元素指针，并返回新的Java数组对象。

4. 总结

本篇文章介绍了如何在C/C++中操作Java中的数组，包括获取数组信息、操作数组元素等。在JNI中，操作Java中的数组与操作C/C++中的数组十分相似，只需要掌握好JNI提供的函数即可。