利用SWIG转换C++接口到Java接口
2017-10-18 15:41
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SWIG(Simplified Wrapper and Interface Generator)是一个将C/C++接口转换为其他语言接口的工具，从而可以讲C/C++的库集成到其他语言的系统中。目前SWIG已经可以支持Python, Java, C#,Ruby，PHP,R语言等十多种语言。
本文介绍一下在Liuux平台上如何将C++接口转换为Java接口。
一、首先先编写一个C++的动态库。
代码如下：
1、接口文件定一个。
C++没有像Java/C#一样的interface关键词，但是可以用虚基类来定义接口个，虚基类同样是只有定义，没有实现类，它的功能现放在继承类中实现。
C++ geometryapi.h代码
#ifndef __GEOMETRY_API_H__
#define __GEOMETRY_API_H__
//===========================================================================
class Geometry;
class GeometryFactory;
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：几何对象类
*/
class Geometry
{
public:
Geometry(){}
virtual ~Geometry(){}
public:
virtual const char* GetType() = 0;
virtual void Release() = 0;
};
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：几何对象工厂类
*/
class GeometryFactory
{
public:
GeometryFactory(){}
virtual ~GeometryFactory(){}
public:
virtual Geometry* CreateGeometry() = 0;
};
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：C函数，用于获取GeometryFactory类的一个实例
*/
extern "C"
{
GeometryFactory* meGetGeometryFactoryInstance();
}
//===========================================================================
#endif
2、Geometry接口的实现类GeometryImpl
C++ geoemtryimpl.h代码
#ifndef __GEOMETRY_IMPL_H__
#define __GEOMETRY_IMPL_H__
#include "GeometryAPI.h"
class GeometryImpl : public Geometry
{
public:
GeometryImpl();
virtual ~GeometryImpl();
public:
virtual const char* GetType();
virtual void Release();
};
#endif
C++ geoemtryimpl.cpp代码
#include "GeometryImpl.h"
GeometryImpl::GeometryImpl()
{
}
GeometryImpl::~GeometryImpl()
{
}
const char* GeometryImpl::GetType()
{
return "GeometryImpl";
}
void GeometryImpl::Release()
{
delete this;
}
3、GeometryFactory接口的实现类GeometryFactoryImpl
C++ geometryfactoryimpl.h代码
#ifndef __GEOMETRY_FACTORY_IMPL_H__
#define __GEOMETRY_FACTORY_IMPL_H__
#include "GeometryAPI.h"
class GeometryFactoryImpl : public GeometryFactory
{
public:
GeometryFactoryImpl();
virtual ~GeometryFactoryImpl();
public:
virtual Geometry* CreateGeometry();
};
#endif
此时的目录结构为：
include 存放.h文件
src 存放.cpp文件
4、编写makefile，编译动态库
C++ makefile代码
OBJS=GeometryFactoryImpl.o \
GeometryImpl.o
INCLUDE=-I../include
TARGET=libgemt.so
CPPFLAG=-shared -WI
CC=g++
LDLIB=
$(TARGET) : $(OBJS)
$(CC) $(CPPFLAG) $(INCLUDE) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LDLIB)
$(OBJS) : %.o : %.cpp
$(CC) -c -fPIC $(INCLUDE) $< -o $@
clean:
-rm -f $(OBJS)
install:
cp $(TARGET) /usr/lib
将makefile文件放到src目录下，然后进入src目录，执行make命令，编译so库。
＃make
编译完成后将生成libgemt.so动态库。
这个C++库用到了C++里面的虚基类，纯虚函数，继承，C函数，静态变量等概念。下面就看一下SWIG如何将这个C++的so库转换为Java接口。
二、利用SWIG将C++接口转换为Java接口
1、SWIG接口文件(.i)
SWIG需要编写一个后缀为.i的接口文件，把C++接口的定义写在.i文件中，也可以将C++的头文件include到.i文件中。这里我们将C++接口文件GeometryAPI.h include到.i文件中，文件名为gemt4j.i。
Gemt4j.i代码
/* File : gemt4j.i */
%module gemt4j
%{
#include "GeometryAPI.h"
%}
%include "GeometryAPI.h"
module是模块名。SWIG将C函数通过Java的JNI转换为JAVA方法，这些方法都以静态方法的方式封装到一个与模块名同名的Java类中。
新建一个swig文件夹，将gemt4j.i文件存放到swig文件夹中。此时的目录结构为：
1、生成java类和wrap文件
编写好.i文件，就可以用swig生成java类和C++接口的wrap文件。
执行一下命令
＃swig -c++ -java -package com.test -outdir ./ -I../include gemt4j.i
swig参数说明：
1）-c++ -java
告诉swig将C++接口转换为java接口。如果是将C接口转换为java接口，就不需要-c++，直接写 swig -java就可以。
2）-package
生成的java类的包的名称
3) -I
gemt4j.i中include的.h文件的路径
4）gemt4j.i
swig的.i文件
执行这条命令后，将在swig路径下生成几个文件
1）gemt4j_wrap.cxx
C++文件，包装器文件。它将C++类的方法转换为C的函数。
2）gemt4j.java
这是与刚才定义的module同名的一个类。
3）gemt4jJNI.java
打开这个文件可以看到，C++类的方法都转化为Java的静态方法。
4）其他与C++类同名的Java类
每一个C++类都被转化为与之对应的Java类，并且类名，方法明完全一样。
2、编译gemt4j_wrap.cxx文件为so库
1) java头文件
编译gemt4j_wrap.cxx需要用到jni的头文件jni.h
在我的机器上jdk安装在/opt/jdk1.5.0_20/下，
需要包行两个路径：
1）/opt/jdk1.5.0_20/include/
2) /opt/jdk1.5.0_20/include/linux/
2) libgemt.so库
还需要链接刚才编译好的libgemt.so库
编写makefile文件
Makefile代码
OBJS=gemt4j_wrap.o
INCLUDE=-I../include \
-I/opt/jdk1.5.0_20/include \
-I/opt/jdk1.5.0_20/include/linux
TARGET=libgemt4j.so
CPPFLAG=-shared -WI
CC=g++
LDLIB=-lgemt
$(TARGET) : $(OBJS)
$(CC) $(CPPFLAG) $(INCLUDE) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LDLIB)
$(OBJS) : %.o : %.cxx
$(CC) -c -fPIC $(INCLUDE) $< -o $@
clean:
-rm -f $(OBJS)
install:
cp $(TARGET) /usr/lib
生成libgemt4j.so库，jni就是通过这个库调用libgemt.so库中的类和方法的。
到现在为止，就通过SWIG将C++接口转换为Java接口。
三、使用SWIG生成的Java接口
1、编译Java文件
进入swig目录，SWIG生成的Java文件现在都在这里。
#javac *.java
生成class文件。
刚才我们设定的java包是com.test
创建com/test目录，将class文件移动到com/test目录下，然后打包
#cd swig
#tar -cvf gemt4j.jar ./com
生成gemt4j.jar包
2、将libgemt4j.so放到java的library path路径下。
可以通过下面的方式查一下java的library path路径
Java代码
class test{
public static void main(String[] argv){
System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));
}
}
我这里的library pah为：/opt/jdk1.5.0_20/jre/lib/i386
把libgemt4j.so放到这个路径下即可。
3、编写java代码。
Java代码
import com.test.*;
class test{
static {
System.loadLibrary("gemt4j");
}
public static void main(String argv[]){
GeometryFactory factory = null;
factory = gemt4j.meGetGeometryFactoryInstance();
if(factory==null){
System.out.println("null GeometryFactory");
return;
}
Geometry geometry = null;
geometry = factory.CreateGeometry();
if(geometry==null){
System.out.println("null geometry");
return;
}
System.out.println(geometry.GetType());
geometry.Release();
}
}
说明：
System.loadLibrary("gemt4j");
用于装载libgemt4j.so库。
其他代码与普通的java无异。
编译java文件：
＃javac -cp /home/hawk/code/swig/dll/java/gemt4j.jar test.java
执行test程序
＃java -cp /home/hawk/code/swig/dll/java/gemt4j.jar:/home/hawk/code/swig/dll/java test
输出结果为：
GeometryImpl
可以看出，实现了Java调用C++类库libgemt.so
from : http://yingchao.iteye.com/blog/625797
本文介绍一下在Liuux平台上如何将C++接口转换为Java接口。
一、首先先编写一个C++的动态库。
代码如下：
1、接口文件定一个。
C++没有像Java/C#一样的interface关键词，但是可以用虚基类来定义接口个，虚基类同样是只有定义，没有实现类，它的功能现放在继承类中实现。
C++ geometryapi.h代码
#ifndef __GEOMETRY_API_H__
#define __GEOMETRY_API_H__
//===========================================================================
class Geometry;
class GeometryFactory;
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：几何对象类
*/
class Geometry
{
public:
Geometry(){}
virtual ~Geometry(){}
public:
virtual const char* GetType() = 0;
virtual void Release() = 0;
};
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：几何对象工厂类
*/
class GeometryFactory
{
public:
GeometryFactory(){}
virtual ~GeometryFactory(){}
public:
virtual Geometry* CreateGeometry() = 0;
};
//---------------------------------------------------------------------------
/*
* 说明：C函数，用于获取GeometryFactory类的一个实例
*/
extern "C"
{
GeometryFactory* meGetGeometryFactoryInstance();
}
//===========================================================================
#endif
2、Geometry接口的实现类GeometryImpl
C++ geoemtryimpl.h代码
#ifndef __GEOMETRY_IMPL_H__
#define __GEOMETRY_IMPL_H__
#include "GeometryAPI.h"
class GeometryImpl : public Geometry
{
public:
GeometryImpl();
virtual ~GeometryImpl();
public:
virtual const char* GetType();
virtual void Release();
};
#endif
C++ geoemtryimpl.cpp代码
#include "GeometryImpl.h"
GeometryImpl::GeometryImpl()
{
}
GeometryImpl::~GeometryImpl()
{
}
const char* GeometryImpl::GetType()
{
return "GeometryImpl";
}
void GeometryImpl::Release()
{
delete this;
}
3、GeometryFactory接口的实现类GeometryFactoryImpl
C++ geometryfactoryimpl.h代码
#ifndef __GEOMETRY_FACTORY_IMPL_H__
#define __GEOMETRY_FACTORY_IMPL_H__
#include "GeometryAPI.h"
class GeometryFactoryImpl : public GeometryFactory
{
public:
GeometryFactoryImpl();
virtual ~GeometryFactoryImpl();
public:
virtual Geometry* CreateGeometry();
};
#endif
此时的目录结构为：
include 存放.h文件
src 存放.cpp文件
4、编写makefile，编译动态库
C++ makefile代码
OBJS=GeometryFactoryImpl.o \
GeometryImpl.o
INCLUDE=-I../include
TARGET=libgemt.so
CPPFLAG=-shared -WI
CC=g++
LDLIB=
$(TARGET) : $(OBJS)
$(CC) $(CPPFLAG) $(INCLUDE) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LDLIB)
$(OBJS) : %.o : %.cpp
$(CC) -c -fPIC $(INCLUDE) $< -o $@
clean:
-rm -f $(OBJS)
install:
cp $(TARGET) /usr/lib
将makefile文件放到src目录下，然后进入src目录，执行make命令，编译so库。
＃make
编译完成后将生成libgemt.so动态库。
这个C++库用到了C++里面的虚基类，纯虚函数，继承，C函数，静态变量等概念。下面就看一下SWIG如何将这个C++的so库转换为Java接口。
二、利用SWIG将C++接口转换为Java接口
1、SWIG接口文件(.i)
SWIG需要编写一个后缀为.i的接口文件，把C++接口的定义写在.i文件中，也可以将C++的头文件include到.i文件中。这里我们将C++接口文件GeometryAPI.h include到.i文件中，文件名为gemt4j.i。
Gemt4j.i代码
/* File : gemt4j.i */
%module gemt4j
%{
#include "GeometryAPI.h"
%}
%include "GeometryAPI.h"
module是模块名。SWIG将C函数通过Java的JNI转换为JAVA方法，这些方法都以静态方法的方式封装到一个与模块名同名的Java类中。
新建一个swig文件夹，将gemt4j.i文件存放到swig文件夹中。此时的目录结构为：
1、生成java类和wrap文件
编写好.i文件，就可以用swig生成java类和C++接口的wrap文件。
执行一下命令
＃swig -c++ -java -package com.test -outdir ./ -I../include gemt4j.i
swig参数说明：
1）-c++ -java
告诉swig将C++接口转换为java接口。如果是将C接口转换为java接口，就不需要-c++，直接写 swig -java就可以。
2）-package
生成的java类的包的名称
3) -I
gemt4j.i中include的.h文件的路径
4）gemt4j.i
swig的.i文件
执行这条命令后，将在swig路径下生成几个文件
1）gemt4j_wrap.cxx
C++文件，包装器文件。它将C++类的方法转换为C的函数。
2）gemt4j.java
这是与刚才定义的module同名的一个类。
3）gemt4jJNI.java
打开这个文件可以看到，C++类的方法都转化为Java的静态方法。
4）其他与C++类同名的Java类
每一个C++类都被转化为与之对应的Java类，并且类名，方法明完全一样。
2、编译gemt4j_wrap.cxx文件为so库
1) java头文件
编译gemt4j_wrap.cxx需要用到jni的头文件jni.h
在我的机器上jdk安装在/opt/jdk1.5.0_20/下，
需要包行两个路径：
1）/opt/jdk1.5.0_20/include/
2) /opt/jdk1.5.0_20/include/linux/
2) libgemt.so库
还需要链接刚才编译好的libgemt.so库
编写makefile文件
Makefile代码
OBJS=gemt4j_wrap.o
INCLUDE=-I../include \
-I/opt/jdk1.5.0_20/include \
-I/opt/jdk1.5.0_20/include/linux
TARGET=libgemt4j.so
CPPFLAG=-shared -WI
CC=g++
LDLIB=-lgemt
$(TARGET) : $(OBJS)
$(CC) $(CPPFLAG) $(INCLUDE) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LDLIB)
$(OBJS) : %.o : %.cxx
$(CC) -c -fPIC $(INCLUDE) $< -o $@
clean:
-rm -f $(OBJS)
install:
cp $(TARGET) /usr/lib
生成libgemt4j.so库，jni就是通过这个库调用libgemt.so库中的类和方法的。
到现在为止，就通过SWIG将C++接口转换为Java接口。
三、使用SWIG生成的Java接口
1、编译Java文件
进入swig目录，SWIG生成的Java文件现在都在这里。
#javac *.java
生成class文件。
刚才我们设定的java包是com.test
创建com/test目录，将class文件移动到com/test目录下，然后打包
#cd swig
#tar -cvf gemt4j.jar ./com
生成gemt4j.jar包
2、将libgemt4j.so放到java的library path路径下。
可以通过下面的方式查一下java的library path路径
Java代码
class test{
public static void main(String[] argv){
System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));
}
}
我这里的library pah为：/opt/jdk1.5.0_20/jre/lib/i386
把libgemt4j.so放到这个路径下即可。
3、编写java代码。
Java代码
import com.test.*;
class test{
static {
System.loadLibrary("gemt4j");
}
public static void main(String argv[]){
GeometryFactory factory = null;
factory = gemt4j.meGetGeometryFactoryInstance();
if(factory==null){
System.out.println("null GeometryFactory");
return;
}
Geometry geometry = null;
geometry = factory.CreateGeometry();
if(geometry==null){
System.out.println("null geometry");
return;
}
System.out.println(geometry.GetType());
geometry.Release();
}
}
说明：
System.loadLibrary("gemt4j");
用于装载libgemt4j.so库。
其他代码与普通的java无异。
编译java文件：
＃javac -cp /home/hawk/code/swig/dll/java/gemt4j.jar test.java
执行test程序
＃java -cp /home/hawk/code/swig/dll/java/gemt4j.jar:/home/hawk/code/swig/dll/java test
输出结果为：
GeometryImpl
可以看出，实现了Java调用C++类库libgemt.so
from : http://yingchao.iteye.com/blog/625797
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