Java调用native本地方法实例：控制台下的中英文字符对齐问题

背景

大家在初学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：

好了，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。

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 老九学堂·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;

}

}

下图是我在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

MinGw64位的下载地址：由于百度不能出现一些地址。所以需要的小伙伴找老九军哦！

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：

java com.xuetang9.kenny.TestPrinter

显示效果非常完美，大功告成！