原生开发套件 (NDK) 是一套工具，使能够在 Android 应用中使用 C 和 C++ 代码，并提供众多平台库，可使用这些平台库管理原生 activity 和访问实体设备组件，例如传感器和触控输入。
NDK 可能不适合大多数 Android 编程初学者，这些初学者只需使用 Java 代码和框架 API 开发应用。
如果需要实现下列目标，NDK 就能派上用场：
- 进一步提升设备性能，以降低延迟或运行游戏或物理模拟等计算密集型应用。
- 重复使用自己或其他开发者的 C 或 C++ 库。
开发者可以在 Android Studio 2.2 或更高版本中使用 NDK 将 C 和 C++ 代码编译到原生库中，然后使用 Android Studio 的集成构建系统 Gradle 将原生库打包到 APK 中。Java 代码随后可以通过 Java 原生接口 (JNI) 框架调用原生库中的函数。
Android Studio 编译原生库的默认构建工具是 CMake。由于很多现有项目都使用 ndk-build 构建工具包，因此 Android Studio 也支持 ndk-build。如果创建新的原生库，则应使用 CMake。
一、基本流程操作：
Android Studio 设置完成后，可以直接创建支持 C/C++ 的新项目。但如果需要向现有 Android Studio 项目添加或导入原生代码，可以按以下基本流程操作：
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编写 C 代码：首先，你需要编写 C 代码，并将其编译成适用于 Android 平台的共享库（
.so文件）。这通常需要使用 Android NDK（Native Development Kit），它提供了用于编译本地代码的工具链。 -
创建 Android 项目：接下来，需要创建一个 Android 项目，用于包装你的 C 代码和 Java/Kotlin 代码。这个项目可以使用 Android Studio 来创建和管理。
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集成本地库：在 Android 项目中，需要将编译好的
.so文件放置在正确的位置，通常是在app/src/main/jniLibs/<ABI>/目录下，其中<ABI>是目标设备的 ABI（如armeabi-v7a,arm64-v8a,x86,x86_64等）。这样，Android 运行时就能找到并加载这些本地库。 -
使用 JNI 调用 C 函数：在 Java 或 Kotlin 代码中，可以使用 JNI（Java Native Interface）来调用 C 函数。需要声明本地方法，并在 C 代码中实现这些方法的逻辑。JNI 允许 Java/Kotlin 代码与本地代码进行交互。
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构建和测试：最后，构建你的 Android 应用，并在目标设备上进行测试。确保你的 C 代码能够正确执行，并且与 Java/Kotlin 代码之间的交互没有问题。
二、示例代码：
Android 提供了 Java Native Interface (JNI) 来调用 native 代码（如 C/C++）。下面是一个简单的示例，帮你了解如何在 Android App 里调用 C 代码。
C 代码 (fir.c)
#include <stdio.h>
void fir(int* input, int* output, int length) {
for (int i = 0; i < length; i++) {
output[i] = input[i] * 2; // 一个简单的 FIR 滤波器
}
}
这个 C 代码定义了一个 fir 函数，它将输入数组乘以 2，并将结果存储在输出数组中。
JNI 头文件 (fir.h)
#ifndef FIR_H
#define FIR_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void Java_MainActivity_fir(JNIEnv* env, jobject thiz, jintArray input, jintArray output, jint length);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif // FIR_H
这个头文件定义了一个 JNI 函数 Java_MainActivity_fir，它将被 Java 代码调用。该函数将输入数组、输出数组和长度作为参数。
JNI 实现文件 (fir.cpp)
#include "fir.h"
#include "jni.h"
void Java_MainActivity_fir(JNIEnv* env, jobject thiz, jintArray input, jintArray output, jint length) {
// 获取输入数组的指针
jint* input_ptr = env->GetIntArrayElements(input, NULL);
// 获取输出数组的指针
jint* output_ptr = env->GetIntArrayElements(output, NULL);
// 调用 C 函数
fir(input_ptr, output_ptr, length);
// 释放数组指针
env->ReleaseIntArrayElements(input, input_ptr, 0);
env->ReleaseIntArrayElements(output, output_ptr, 0);
}
这个文件实现了 JNI 函数 Java_MainActivity_fir。它获取输入数组和输出数组的指针，调用 C 函数 fir，并释放数组指针。
Android 项目结构
jni目录：包含 C 代码和 JNI 头文件fir.cfir.hfir.cpp
java目录：包含 Java 代码MainActivity.java
Java 代码 (MainActivity.java)
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
// 加载 native 库
static {
System.loadLibrary("fir");
}
// 声明 native 方法
public native void fir(int[] input, int[] output, int length);
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 创建输入数组
int[] input = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
// 创建输出数组
int[] output = new int[input.length];
// 调用 native 方法
fir(input, output, input.length);
// 打印输出结果
for (int i = 0; i < output.length; i++) {
Log.d("MainActivity", "output[" + i + "] = " + output[i]);
}
}
}
这个 Java 代码加载 native 库，声明 native 方法 fir，并在 onCreate 方法中调用该方法。
Android.mk 文件
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := fir
LOCAL_SRC_FILES := fir.cpp
LOCAL_LDLIBS := -llog
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
这个文件告诉 Android NDK 如何编译 native 库。
三、编译和运行：
- 在 Android 项目目录下创建
jni目录，并将 C 代码和 JNI 头文件添加到该目录下。 - 在
jni目录下创建Android.mk文件，并添加编译指令。 - 使用 Android NDK 编译 native 库：
ndk-build NDK_DEBUG=1 - 在 Java 代码中加载 native 库，并调用 native 方法。
- 运行 Android App，并查看输出结果。
输出结果应该是：
D/MainActivity: output[0] = 2
D/MainActivity: output[1] = 4
D/MainActivity: output[2] = 6
D/MainActivity: output[3] = 8
D/MainActivity: output[4] = 10
小结：
上述是基本的概念流程，如果想自己试一试，可以以此Hello JNI代码为例，增加输入和显示等，修改算法，构建一个在手机运行的 app，我做了一个简单的 app，截图如下：
老徐，端午，2024/6/10
