Android NDK开发(二) 底层实现HEX的编码和解码

开始之前

本篇博文承接上篇Android NDK开发(一) 入门, 如果大家没有接触过NDK开发请移至上篇
本篇主要通过HEX的编码和解码案例来进一步了解NDK的开发.

什么是HEX ?

就是16进制！

什么是HEX的编码和解码 ?

编码: 就是将字节数组每个字节使用16进制的可见字符串来显示 bytes --> String

解码: 就是将16进制的可见字符串转换为原来的字节数组 String --> bytes

来张图说明一下:

HEX.png

开始开发

今天我们不采用上一篇中创建工程时直接勾选出 Include C++ Support, 而是创建一个普通的工程, 后期如何扩展为NDK的工程

创建工程

1. 创建普通工程, 修改local.properties文件, 添加ndk.dir=XXX;

2. 手动在app目录下创建CMakeLists.txt文件, 内容和注释如下:

   # CMake的编译脚本配置文件
   
   # 1. 标注需要支持的CMake最小版本
   
   cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
   
   # 2. add_library 定义需要编译的代码库 名称, 类型, 包含的源码
   
   add_library(
               # Sets the name of the library.
               codec
   
               # Sets the library as a shared library.
               SHARED
   
               src/main/cpp/com_lulu_encodedemo_Codec.c
   )
   
   # 3. find_library 定义当前代码库需要依赖的系统或者第三方库文件
   
   find_library(
   
           log_lib # 指定要查找的系统库, 给一个名字
           log     # 真正要查找的liblog.so或者liblog.a
   
   )
   
   # 可以写多个 find_library
   
   # 4. target_link_libraries设置最终编译的目标代码库
   
   target_link_libraries(
        codec  # add_library 生成的
   
        ${log_lib} # find_library 找到的系统库
   )
   
   

3. 修改app目录下的build.gradle文件, 在android便签下添加

       externalNativeBuild {
           cmake {
               path "CMakeLists.txt"
           }
       }
   

4. 在src/main目录下创建cpp文件夹. 至此工程创建完毕

编写业务逻辑

创建Codec.java类, 用于绑定C代码

public class Codec {

    static {
        //一定不要忘记调用!!!!
        System.loadLibrary("codec");
    }
    public static native String hexEncode(byte[] data);
    public static native byte[] hexDecode(String data);
}

Note : 给大家忠告, System.loadLibrary("codec");一定不要忘记调用，否则会报一下错误

Paste_Image.png

实现C语言核心部分

对应Codec类有两个方法分别用于编码和解码, 代码中已经做了详细的注释加以说明

1. 编码方法:

   // 代表可以被 Java 调用
   JNIEXPORT
   // 返回值类型
   jstring
   //声明遵守JNI Java 调用C的规则
   JNICALL
   Java_com_lulu_encodedemo_Codec_hexEncode(JNIEnv *env, jclass clazz, jbyteArray array) {
       // 1. 数组长度；2. new StringBuilder(); or char[len * 2] 3. char[] -> jstring
       jstring ret = NULL;
       if (array != NULL) {
           //得到数组的长度
           jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, array);
           if (len > 0) {
               //存储编码后的字符, +1的原因是考虑到\0
               char chs[len * 2 + 1];
               jboolean b = JNI_FALSE;
               //得到数据的原始数据 此处注意要取b的地址!
               jbyte *data = (*env)->GetByteArrayElements(env, array, &b);
               int index;
               for (index = 0; index < len; index++) {
                   jbyte bc = data[index];
                   //拆分成高位, 低位
                   jbyte h = (jbyte) ((bc >> 4) & 0x0f);
                   jbyte l = (jbyte) (bc & 0x0f);
                   //把高位和地位转换成字符
                   jchar ch;
                   jchar cl;
   
                   if (h > 9) {
                       ch = (jchar) ('A' + (h - 10));
                   } else {
                       ch = (jchar) ('0' + h);
                   }
   
                   if (l > 9) {
                       cl = (jchar) ('A' + (l - 10));
                   } else {
                       cl = (jchar) ('0' + l);
                   }
                   //转换之后拼接
                   chs[index * 2] = (char) ch;
                   chs[index * 2 + 1] = (char) cl;
               }
               //最后一位置为0
               chs[len * 2] = 0;
               //释放数组
               (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, array, data, JNI_ABORT);
               ret = (*env)->NewStringUTF(env, chs);
           }
   
       }
       return ret;
   }
   
   

2. 解码方法：

   
   JNIEXPORT jbyteArray JNICALL
   Java_com_lulu_encodedemo_Codec_hexDecode(JNIEnv *env, jclass type, jstring str) {
       jbyteArray ret = NULL;
       if (str != NULL) {
           // TODO
           jsize len = (*env)->GetStringLength(env, str);
           //判断只有在长度为偶数的情况下才继续
           if (len % 2 == 0) {
               jsize dLen = len >> 1;
               jbyte data[dLen];
               jboolean b = JNI_FALSE;
               const jchar *chs = (*env)->GetStringChars(env, str, &b);
               int index;
               for (index = 0; index < dLen; index++) {
                   //获取到单个字符
                   jchar ch = chs[index * 2];
                   jchar cl = chs[index * 2 + 1];
                   jint h = 0;
                   jint l = 0;
                   //得到高位和低位的 ascii
                   if (ch >= 'A') {
                       h = ch - 'A' + 10;
                   } else if (ch >= 'a') {
                       h = ch - 'a' + 10;
                   } else if(ch >= '0') {
                       h = ch - '0';
                   }
                   if (cl >= 'A') {
                       l = cl - 'A' + 10;
                   } else if (cl >= 'a') {
                       l = cl - 'a' + 10;
                   } else if(cl >= '0'){
                       l = cl - '0';
                   }
                   //高位和地位拼接
                   data[index] = (jbyte) ((h << 4) | l);
               }
               //释放
               (*env)->ReleaseStringChars(env, str, chs);
               //创建新的字节数组
               ret = (*env)->NewByteArray(env, dLen);
               //给新创建的数组设置数值
               (*env)->SetByteArrayRegion(env, ret, 0,dLen, data);
           }
       }
       return ret;
   }
   

代码测试:

String s = Codec.hexEncode(new byte[]{0x3c, 0x7c});
Log.d(TAG, "onCreate: s ==> " + s);
byte[] bytes = Codec.hexDecode(s);

for (byte aByte : bytes) {
    Log.d(TAG, "onCreate: byte ==> " + String.format(Locale.CANADA, "%x",aByte ));
}
        

测试结果:

D/MainActivity: onCreate: s ==> 3C7C
D/MainActivity: onCreate: byte ==> 3c
D/MainActivity: onCreate: byte ==> 7c

完整代码

代码已上传至Github上, 欢迎大家Clone

总结

至此NDK的博客完成了, 本人也是菜鸟一枚, 希望更多的是抛砖引玉, 让各位大神们指出修改意见!
写博客不易, 期待大家的鼓励和支持, 谢谢^v