鸿蒙OS开发实例：【Native C++】
介绍
本篇Codelab主要介绍如何使用DevEco Studio创建一个Native C++应用。应用采用Native C++模板，实现使用NAPI调用C标准库的功能。使用C标准库hypot接口计算两个给定数平方和的平方根。在输入框中输入两个数字，点击计算结果按钮显示计算后的数值。
相关概念
- [Native API]：NAPI提供的接口名与三方Node.js一致，目前支持部分接口。
- [Native API中支持的标准库]：目前支持标准C库、C++库、OpenSL ES、zlib。
环境搭建
软件要求
- [DevEco Studio]版本：DevEco Studio 3.1 Release。
- OpenHarmony SDK版本：API version 9。
- 鸿蒙文档参考：[
gitee.com/li-shizhen-skin/harmony-os/blob/master/README.md]
硬件要求
- 开发板类型：[润和RK3568开发板]。
- OpenHarmony系统：3.2 Release。
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环境搭建
完成本篇Codelab我们首先要完成开发环境的搭建，本示例以RK3568开发板为例，参照以下步骤进行：
- [获取OpenHarmony系统版本]：标准系统解决方案（二进制）。以3.2 Release版本为例：
- 搭建烧录环境。
- [完成DevEco Device Tool的安装]
- [完成RK3568开发板的烧录]
- 搭建开发环境。
- 开始前请参考[工具准备]，完成DevEco Studio的安装和开发环境配置。
- 开发环境配置完成后，请参考[使用工程向导]创建工程（模板选择“Empty Ability”）。
- 工程创建完成后，选择使用[真机进行调测]。
代码结构解读
本篇Codelab只对核心代码进行讲解，对于完整代码，我们会在gitee中提供。
使用Native C++模板创建项目会自动生成cpp文件夹、types文件夹、CMakeList.txt文件，开发者可以根据实际情况自行添加修改其他文件及文件夹。
├──entry/src/main
│ ├──common
│ │ └──CommonContants.ets // 常量定义文件
│ ├──cpp // C++代码区
│ │ ├──CMakeLists.txt // CMake编译配置文件
│ │ ├──hello.cpp // C++源代码
│ │ └──types // 接口存放文件夹
│ │ └──libhello
│ │ ├──index.d.ts // 接口文件
│ │ └──oh-package.json5 // 接口注册配置文件
│ └──ets // 代码区
│ ├──entryability
│ │ └──EntryAbility.ts // 程序入口类
│ └──pages
│ └──Index.ets // 主界面
└──entry/src/main/resources // 资源文件目录
架构组成
应用架构
应用架构可以分为三部分：C++、ArkTS、工具链。
- C++：包含各种文件的引用、C++或者C代码、Native项目必需的配置文件等。
- ArkTS：包含界面UI、自身方法、调用引用包的方法等。
- 工具链：包含CMake编译工具在内的系列工具。
使用ArkTS调用C++方法的过程中，需要使用到NAPI、CMake等工具来做中间转换，整个架构及其关联关系参考示意图。
示意图中，hello.cpp文件实现C++方法，并通过NAPI将C++方法与ArkTS方法关联。
C++代码通过CMake编译工具编译成动态链接库so文件，使用index.d.ts文件对外提供接口。ArkTS引入so文件后调用其中的接口。
编译架构
ArkTS与C++方法的调用、编译流程参考示意图。图中C++代码通过CMake编译生成so文件后可以直接被ArkTS侧引入，最终通过hvigor编译成可执行的hap包。
Native项目开发流程
Native侧操作详解
配置模块描述信息，设置Init方法为napi_module的入口方法。 attribute ((constructor))修饰的方法由系统自动调用，使用NAPI接口napi_module_register()传入模块描述信息进行模块注册。Native C++模板创建项目会自动生成此结代码，开发者可根据实际情况修改其中内容。
// hello.cpp static napi_module demoModule = { nm_version = 1, nm_flags = 0, nm_filename = nullptr, nm_register_func = Init, // napi_module入口方法 nm_modname = "hello", // napi_module模块名 nm_priv = ((void *)0), reserved = { 0 } }; extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterModule(void) { napi_module_register(&demoModule); }Init方法为Native C++模板生成的结构，开发者可根据实际情况修改其中内容。在napi_property_descriptor desc[]中，我们需要将编写的MyHypot方法与对外提供的接口myHypot接口进行关联，其他参数使用示例默认值填写。使用NAPI接口napi_define_properties构建包含方法对应列表的返回值。
// hello.cpp static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) { if ((nullptr == env) || (nullptr == exports)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "Init", "env or exports is null"); return exports; } napi_property_descriptor desc[] = { { "myHypot", nullptr, MyHypot, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr } }; if (napi_ok != napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "Init", "napi_define_properties failed"); return nullptr; } return exports; }本例中使用C标准库的hypot方法进行计算。引入C标准库头文件math.h，使用double类型解析传入的参数后，调用C标准库方法hypot计算两数平方的和后计算平方根。使用NAPI接口napi_create_double将结果转化为napi_value类型的变量并返回。
// hello.cpp #include < hilog/log.h > #include "napi/native_api.h" #include "math.h" static napi_value MyHypot(napi_env env, napi_callback_info info) { if ((nullptr == env) || (nullptr == info)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "MyHypot", "env or exports is null"); return nullptr; } // 参数数量 size_t argc = PARAMETER_COUNT; // 定义参数数组 napi_value args[PARAMETER_COUNT] = { nullptr }; // 获取传入的参数并放入参数数组中 if (napi_ok != napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "MyHypot", "api_get_cb_info failed"); return nullptr; } // 将传入的参数转化为double类型 double valueX = 0.0; double valueY = 0.0; if (napi_ok != napi_get_value_double(env, args[0], &valueX) || napi_ok != napi_get_value_double(env, args[1], &valueY)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "MyHypot", "napi_get_value_double failed"); return nullptr; } // 调用C标准库的hypot接口进行计算 double result = hypot(valueX, valueY); // 创建返回结果并返回 napi_value napiResult; if (napi_ok != napi_create_double(env, result, &napiResult)) { OH_LOG_Print(LOG_APP, LOG_ERROR, LOG_PRINT_DOMAIN, "MyHypot", "napi_create_double failed"); return nullptr; } return napiResult; }添加接口文件以及接口配置文件。接口文件index.d.ts用于对外提供方法说明。接口配置文件oh-package.json5文件中将index.d.ts与CMake编译的so文件关联起来。模块级目录下oh-package.json5文件添加so文件依赖。
// index.d.ts export const myHypot: (a: number, b: number) = > number;// oh-package.json5 { "name": "libhello.so", "types": "./index.d.ts" } // entry/oh-package.json5 { "devDependencies": { "@types/libhello.so": "file:./src/main/cpp/types/libhello" } }在CMakeLists.txt文件中配置CMake编译参数。配置需要添加的hello.cpp文件，编译后的so文件名为libhello.so。CMakeLists.txt是CMake编译的配置文件，里面的大部分内容无需修改，project、add_library方法中的内容可以根据实际情况修改。
# CMakeLists.txt # 声明使用 CMAKE 的最小版本号 cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1) # 配置项目信息 project(NativeTemplateDemo) # set命令，格式为set(key value)，表示设置key的值为value set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}) # 设置头文件的搜索目录 include_directories( ${NATIVERENDER_ROOT_PATH} ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include ) # 添加日志库 find_library( # Sets the name of the path variable. hilog-lib # Specifies the name of the NDK library that # you want CMake to locate. hilog_ndk.z ) # 添加名为hello的库，库文件名为libhello.so add_library(hello SHARED hello.cpp) # 添加构建需要链接的库 target_link_libraries(hello PUBLIC ${hilog-lib} libace_napi.z.so libc++.a)
说明：- CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR：CMakeList.txt文件所在的目录。
- add_library：添加本地的cpp文件，多cpp文件使用空格或换行间隔。
- target_link_libraries：添加需要链接的库，本篇Codelab使用C标准库hypot方法，此处链接libc++.a库文件。
说明：ArkTS调用C++方法
Index.ets文件使用import语句导入CMake编译出的so文件。Button组件添加点击事件，点击按钮触发点击事件时，调用libhello.so对外提供的myHypot方法，执行计算并返回计算结果。依据结果值进行格式化，显示科学计数法或保留指定位小数。
// Index.ets
import libHello from 'libhello.so';
@Entry
@Component
struct Index {
...
build() {
...
Button($r('app.string.submit_button'))
.onClick(() = > {
let resultTemp = libHello.myHypot(this.numX, this.numY);
if (resultTemp > CommonContants.MAX_RESULT) {
this.result = resultTemp.toExponential(CommonContants.EXPONENTIAL_COUNT);
} else {
this.result = resultTemp.toFixed(CommonContants.FIXED_COUNT);
}
})
}
}
界面设计
界面由标题、文本说明、计算结果展示、输入框、按钮组成。Index.ets文件完成界面实现，使用Column及Row容器组件进行布局。
// Index.ets
@Entry
@Component
struct NativeTemplate {
...
build() {
Column() {
...
Column() {
...
Row() {
...
TextInput({ controller: this.textInputControllerX })
.type(InputType.Number)
}
.height($r('app.float.tips_num_height'))
.width(CommonContants.FULL_PARENT)
Row() {
...
TextInput({ controller: this.textInputControllerY })
.type(InputType.Number)
.onChange(value = > {
this.numY = parseFloat(value);
})
}
.height($r('app.float.tips_num_height'))
.width(CommonContants.FULL_PARENT)
}
Row() {
Button($r('app.string.submit_button'))
.height(CommonContants.FULL_PARENT)
.width($r('app.float.button_width'))
}
.height($r('app.float.button_height'))
.width(CommonContants.FULL_PARENT)
}
.width(CommonContants.FULL_PARENT)
.height(CommonContants.FULL_PARENT)
}
}
审核编辑 黄宇
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