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跨语言调用复杂参数传递

概述

开发者为了提高程序运行效率,通常需要将一些运算量较大的内容放在C++环境中运行,因此经常需要进行ArkTS与C++之间的数据传递。本文以常见的五种数据类型:Array(uint8Array)、Object、HashMap、PixelMap、Class为例,向开发者介绍如何进行复杂参数的跨语言传递。

在开始介绍不同场景的开发流程之前,请注意,跨语言数据传递,需要使用Node-API。因此,在新建项目后,请手动新建Native模块,方法如图所示:

图 1 新建Napi模块

场景案例

[h2]arrayBuffer类型数据交互

本章以简单的数组传递场景为例,在ArkTS侧输入一个Uint8Array数组,传递到C++侧,再构造另一个数组,并返回ArkTS侧。

以此为例,介绍ArrayBuffer类型的数据如何相互传递使用。除数组外,string等连续数据类型也可参考本案例。

实现原理

ArrayBuffer是一种用于表示通用的、固定长度的原始二进制数据缓冲区的对象。在C++侧接受该类型参数时一般会通过Node-API提供的函数(如napi_get_arraybuffer_info())获取到ArrayBuffer的数据指针和长度,从而可以访问和操作这些数据。

从C++侧传递ArrayBuffer数据到ArkTS侧时,通常会在C++层创建出一个数据缓冲区(如std::vector<uint8_t>)并填充所需的数据。然后使用Node-API提供的函数(如napi_create_arraybuffer()和napi_create_typedarray())在ArkTS侧创建一个新的ArrayBuffer对象,并将其与C++层的数据缓冲区关联起来。最后传递该对象到ArkTS侧。

开发步骤

  1. 需要先在index.d.ts文件中,声明一个用于数据传递的函数。

    export const uint8ArrayPassing: (input: Uint8Array) => Uint8Array;

    并在ArkTS文件中进行引用,如:

    import ParamPassing from 'libentry.so';

    使用时将Uint8Array类型的数据作为参数传入uint8ArrayPassing()函数即可。

    // entry/src/main/ets/pages/Uint8ArrayPage.ets
    paramPassing() {
      let sendArray: number[] = [];
      try {
        this.inputArray.forEach((inputField) => {
          if (inputField.inputStr.length > 0) {
            if (Number(inputField.inputStr) <= 0xff) {
              sendArray.push(Number(inputField.inputStr));
            } else {
              throw new Error('Invalid data type.');
            }
          }
        })
        this.printStr = `Array: [${ParamPassing.uint8ArrayPassing(new Uint8Array(sendArray))}]`;
      } catch (e) {
        this.printStr = e?.message;
      }
    }
  2. 在C++工程中,定义数据传递函数。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    static napi_value Uint8ArrayPassing(napi_env env, napi_callback_info info) {
        vector<uint8_t> num_array = {};
        Uint8ArrayPassingTs2Napi(env, info, num_array);
        return Uint8ArrayPassingNapi2Ts(env, num_array);
    }

    其中uint8ArrayPassingTs2Napi()与uint8ArrayPassingNapi2Ts()分别负责数据从ArkTS至C++传递与反向传递。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    void Uint8ArrayPassingTs2Napi(napi_env env, napi_callback_info info, vector<uint8_t> &input_array) {
        // Obtain parameters transmitted from the TS layer
        size_t argc = 1;
        napi_value args;
        // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
        napi_get_cb_info(env, info, &argc, &args, NULL, NULL);
        napi_value input_array_napi = args;
    
        // Retrieve the input array typedarray and generate input_buffer
        napi_typedarray_type type;
        napi_value input_buffer;
        size_t byte_offset;
        size_t length;
        napi_get_typedarray_info(env, input_array_napi, &type, &length, NULL, &input_buffer, &byte_offset);
    
        // Retrieve array data
        void *data;
        size_t byte_length;
        napi_get_arraybuffer_info(env, input_buffer, &data, &byte_length);
    
        if (type == napi_uint8_array) {
            uint8_t *data_bytes = (uint8_t *)(data);
            int num = length / sizeof(uint8_t);
    
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                input_array.push_back(*((uint8_t *)(data_bytes) + i));
            }
        }
    
        return;
    }

    在这段代码中,先用三个函数获取关键信息:

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    napi_get_typedarray_info():用于在Node-API模块中获得某个TypedArray的各种属性。

    napi_get_arraybuffer_info():获取ArrayBuffer的底层数据缓冲区和长度。

    之后,通过循环配合指针和偏移量,读取其中的数据,并将其存入inputArray中。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    napi_value Uint8ArrayPassingNapi2Ts(napi_env env, vector<uint8_t> &output_array) {
        // Number of data
        int num = output_array.size();
    
        // create output_buffer
        napi_value output_buffer;
        void *output_ptr = NULL;
        napi_create_arraybuffer(env, num * sizeof(uint8_t), &output_ptr, &output_buffer);
    
        // output_array
        napi_value output_array_napi;
        napi_create_typedarray(env, napi_uint8_array, num, output_buffer, 0, &output_array_napi);
    
        // Assign values to output_ptr and output_buffer
        uint8_t *output_bytes = (uint8_t *)output_ptr;
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            output_bytes[i] = output_array[i];
        }
    
        return output_array_napi;
    }

    在这段代码中,先用两个函数构建buffer和array:

    • napi_create_arraybuffer():负责构建buffer。
    • napi_create_typedarray():负责构建array。

    之后,通过循环,将数据压入output_buffer,再返回output_array,即完成了uint8Array类型数据向ArkTS的传递。

  3. 在Init()函数中,实现ArkTS接口与C++接口的绑定和映射。

    static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
        napi_property_descriptor desc[] = {
            {"uint8ArrayPassing", nullptr, Uint8ArrayPassing, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},
            // ...
        };
        // ...
    }

实现效果

[h2]object类型数据交互

本章通过模拟一个“排号机”应用,向开发者介绍如何进行object数据类型的相互传递,以及如何解析、修改其中的数据。

实现原理

Object类是所有其他类型的基类。在C++侧接收该类型参数时一般会通过Node-API提供的函数(如napi_get_named_property())来获取object对象的某个属性,从而操作其属性值。

从C++侧传递object类型到ArkTS侧时,可以利用Node-API封装好的接口(napi_create_object_with_named_properties())直接通过传递参数数组的方式构建出一个带有给定属性值的object类型对象。

开发步骤

  1. 函数声明与调用,与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

    特别的,此处还需定义需要使用的object数据类型。

    作为一个简单的“排号机”(比如医院中的),需要年龄和姓名作为输入,并额外返回标志成人与否的布尔值和所排序号。因此,构造如下两种object,分别用于输入和输出。

    // entry/src/main/ets/model/SampleObject.ts
    export type SampleInputObject = {
      age: number;
      name: string;
    }
    
    export type SampleOutputObject = {
      isAdult: boolean;
      code: number;
      age: number;
      name: string;
    }
  2. 在C++工程中,定义数据传递函数。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    static napi_value ObjectPassing(napi_env env, napi_callback_info info) {
        return ObjectPassingNapi2Ts(env, ObjectPassingTs2Napi(env, info));
    }

    其中objectPassingTs2Napi()与objectPassingNapi2Ts()分别负责数据从ArkTS至C++传递与反向传递。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    napi_value ObjectPassingTs2Napi(napi_env env, napi_callback_info info) {
        // Obtain parameters transmitted from the TS layer
        size_t argc = 1;
        napi_value args;
        // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
        napi_get_cb_info(env, info, &argc, &args, NULL, NULL);
    
        return args;
    }

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    napi_value ObjectPassingNapi2Ts(napi_env env, napi_value inputObj) {
        static int32_t codeChild = 1;
        static int32_t codeAdult = 1;
    
        napi_value input_age;
        napi_value input_name;
        napi_get_named_property(env, inputObj, "age", &input_age);
        napi_get_named_property(env, inputObj, "name", &input_name);
    
        napi_value output_obj;
        napi_value output_is_adult;
        napi_value output_code;
        napi_value output_age = input_age;
        napi_value output_name = input_name;
        int32_t age;
        napi_get_value_int32(env, input_age, &age);
        napi_get_boolean(env, age >= 18, &output_is_adult);
        if (age < 18) {
            napi_create_int32(env, codeChild++, &output_code);
        } else {
            napi_create_int32(env, codeAdult++, &output_code);
        }
    
        const char *keysArray[] = {"isAdult", "code", "age", "name"};
        const napi_value outputArray[] = {output_is_adult, output_code, output_age, output_name};
    
        napi_create_object_with_named_properties(env, &output_obj, 4, keysArray, outputArray);
    
        return output_obj;
    }

    napi_get_named_property():负责获取并储存inputObj中的属性。

    napi_get_value_int32():负责将获取到的inputAge属性解析为int32数据,并存入age中。

    napi_get_boolean():负责将需要返回的boolean属性写入对应的napi_value量中。

    napi_create_int32():负责将需要返回的int32属性写入对应的napi_value量中。

    napi_create_object_with_named_properties():负责构造需要返回的object。

  3. 在DevEco Studio预生成的Init()函数中设置写好的数据传递函数。与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

实现效果

[h2]hashMap类型数据交互

本章通过模拟一个“积分累计”应用,每次输入对象的本次积分,并返回所有对象的累积积分。向开发者介绍如何进行hashMap数据类型的相互传递,以及如何解析、修改其中的数据。

实现原理

hashMap是一种基于哈希表的Map接口实现的数据结构。在C++侧接受该类型参数时,由于C++没有可以直接接收该类型参数的数据类型,所以一般采用两种方式进行传递。

1.传递数组:分别将HashMap的key、value作为数组取出,然后将两个数组传递至C++侧并组装成Map进行数据处理。

2.传递JSON:将HashMap转为Json字符串传递至C++侧,在C++侧通过反序列化的方式构造成Map类型数据进行处理。

同样的,从C++侧传递Map类型到ArkTS侧时,需要将Map序列化成Json字符串传递到ArkTS,然后在ArkTS侧进行反序列化获取对应参数。

开发步骤

  1. 函数声明与调用,与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

    此外,由于程序不支持直接传递hashMap类型,因此需要使用其他数据类型作为媒介。

    有两种主流方案:

    1. 通过JSON进行序列化和反序列化,以string类型为媒介;
    2. 将key和value拆成两个array,并以此为媒介。

    本文以前者为例,后者可参考:如何实现ArkTS与C/C++的HashMap转换

    同时,由于ArkTS中的JSON.stringify不支持直接将hashMap序列化,因此还需将hashMap先转换为Record,再序列化。方法如下:

    // entry/src/main/ets/pages/HashMapPage.ets
    hashMap2Rec(map: HashMap<string, Object>): Record<string, Object> {
      let Rec: Record<string, Object> = {}
    
      try {
        map.forEach((value: Object, key: string) => {
          // value may also be HashMap
          if (value instanceof HashMap) {
            let vRec: Record<string, Object> = this.hashMap2Rec(value);
            value = vRec;
          }
          Rec[key] = value;
        })
      } catch (error) {
        let err = error as BusinessError;
        hilog.error(0x0000, 'testTag', `forEach fail. code = ${err.code}, message = ${err.message}`);
      }
    
      return Rec;
    }

    之后,将Record类型数据通过JSON.stringify序列化后即可传入C++侧。

  2. 在C++工程中,定义数据传递函数。

    static napi_value HashMapPassing(napi_env env, napi_callback_info info) {
        return HashMapPassingNapi2Ts(env, HashMapPassingTs2Napi(env, info));
    }

    其中hashMapPassingNapi2Ts()与hashMapPassingTs2Napi()分别负责数据从ArkTS至C++传递与反向传递。同时,在C++侧,也需完成序列化和反序列化,本文采用nlohmann三方库完成此操作。

    三方库获取:HarmonyOS / third_party_json · GitCode

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    map<string, int> HashMapPassingTs2Napi(napi_env env, napi_callback_info info) {
        size_t argc = 1;
        napi_value args;
        // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
        napi_get_cb_info(env, info, &argc, &args, nullptr, nullptr);
    
        return nlohmann::json::parse(Value2String(env, args).c_str());
    }

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    value2String():将napi_value数据解析为string的过程包装为一个函数,方便多次调用。

    nlohmann::json::parse():负责将string反序列化为map<string, int>类型数据。

    其中,value2String函数需要开发者自己实现。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    static std::string Value2String(napi_env env, napi_value value) {
        size_t string_size = 0;
        // Get string length
        napi_get_value_string_utf8(env, value, nullptr, 0, &string_size);
        std::string result_string;
        result_string.resize(string_size + 1);
        // Convert to string based on length
        napi_get_value_string_utf8(env, value, &result_string[0], string_size + 1, &string_size);
        return result_string;
    }

    napi_get_value_string_utf8():负责将napi_value数据解析为string。

    此处stringSize需要+1,这是因为napi_value是一个C的结构体指针,C语言的字符串实际上是使用空字符 \0 结尾的一维字符数组。而napi_get_value_string_utf8返回的stringSize,其长度不含结尾的\0。为了保证写入valueString的内容包含结尾的\0,所以需要+1。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    napi_value HashMapPassingNapi2Ts(napi_env env, map<string, int> inputMap) {
        static map<string, int> points_table;
        std::map<string, int>::iterator iter;
        for (iter = inputMap.begin(); iter != inputMap.end(); ++iter) {
            points_table[iter->first] += iter->second;
        }
    
        string dump_string = nlohmann::ordered_json(points_table).dump();
        return String2value(env, dump_string);
    }

    nlohmann::ordered_json():负责将map序列化。

    dump():负责将序列化后的数据转换为string类型。

    string2value():将string转换为napi_value的过程包装为一个函数,方便多次调用。

    其中,string2value()也需要开发者自己实现。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    static napi_value String2value(napi_env env, string str) {
        int length = str.length();
    
        napi_value output_string;
        napi_create_string_utf8(env, str.c_str(), length, &output_string);
    
        return output_string;
    }

    napi_create_string_utf8():负责将string类型数据转换为napi_value类型。

  3. 需在DevEco Studio预生成的Init()函数中设置写好的数据传递函数。与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

  4. 将C++侧返回的string重新反序列化为hashMap。

    // entry/src/main/ets/pages/HashMapPage.ets
    let receiveObj: object = JSON.parse(receiveStr);
    let receiveMap: HashMap<string, number> = new HashMap();
    Object.entries(receiveObj).forEach((value: [string, number]) => {
      receiveMap.set(value[0], value[1]);
    })

    JSON.parse():此函数只能将string反序列化为object,因此还需额外一步将其转换为hashMap类型。

实现效果

[h2]pixelMap类型数据交互

本章以图片处理应用为例,介绍如何进行pixelMap类型数据交互。

除本文介绍的方法外,也可通过readPixelsToBuffer将其转换为Uint8Array类型,进行处理。此方案可以参考arrayBuffer类型数据交互,本文不作介绍。

在进行应用开发之前,开发者需要打开native工程的src/main/cpp/CMakeLists.txt,在target_link_libraries依赖中添加image的libpixelmap_ndk.z.so

# entry/src/main/cpp/CMakeLists.txt
target_link_libraries(entry PUBLIC libace_napi.z.so libhilog_ndk.z.so libpixelmap_ndk.z.so)

实现原理

PixelMap是一种用于显示图像的数据结构。在C++侧接收该类型参数的时候,可以直接调用libpixelmap.so库中的函数直接通过ArkTS侧的pixelmap对象构造出Native侧的pixelmap类型对象(NativePixelMap),进而对其进行数据处理。

由于pixelMap类似一个C++语言中的指针,通过上述操作之后更改了其指向的内容,因此在ArkTS侧通过设定延迟可以直接触发ArkTS侧的图像自渲染,从而实现ArkTS页面刷新,直接显示修改后的图像。

开发步骤

  1. 函数声明与调用,与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

  2. 在ArkTS侧,需要先完成图片的加载和pixelMap化。

    // entry/src/main/ets/pages/PixelMapPage.ets
    async loadPixelMap() {
      let resourceManager = this.getUIContext().getHostContext()!.resourceManager;
      try {
        let imageArray = await resourceManager.getMediaContent($r('app.media.SampleImage').id);
        let imageResource = image.createImageSource(imageArray.buffer);
        let opts: image.DecodingOptions = { editable: true, desiredPixelFormat: image.PixelMapFormat.BGRA_8888 };
        imageResource.createPixelMap(opts).then((pixelMap) => {
          this.pixelMap = pixelMap;
          this.loadComplete = true;
        })
      } catch (error) {
        let err = error as BusinessError;
        hilog.error(0x0000, 'testTag', `getMediaContent fail. code = ${err.code}, message = ${err.message}`);
      }
    }
    
    aboutToAppear(): void {
      this.loadPixelMap();
    }

    createPixelMap():负责将从imageResource加载的图片解码为pixelMap格式。

  3. 在C++工程中,定义数据传递函数。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    static napi_value PixelMapPassing(napi_env env, napi_callback_info info) {
        size_t argc = 1;
        napi_value ts_pixel_map;
        // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
        napi_get_cb_info(env, info, &argc, &ts_pixel_map, nullptr, nullptr);
    
        // Initialize the NativePixelMap object.
        // NativePixelMap and ArkTSPixelMap share memory space.
        // That is, modifications to NativePixelMap also affect ArkTSPixelMap.
        NativePixelMap *native_pixel_map = OH_PixelMap_InitNativePixelMap(env, ts_pixel_map);
    
        float opacity = 0.5;
        OH_PixelMap_SetOpacity(native_pixel_map, opacity);
    
        return nullptr;
    }

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    OH_PixelMap_InitNativePixelMap():负责初始化NativePixelMap对象。

    OH_PixelMap_SetOpacity():负责修改NativePixelMap中的不透明度。

    其他诸如旋转、缩放等操作可以参考位图操作(使用Image处理PixelMap数据)。

    输入的TSPixelMap与生成的NativePixelMap共享内存空间,因此直接调用相关方法修改NativePixelMap对象,即可同步影响TSPixelMap对象。所以此处无需回传数据。

  4. 在Init()函数中的设置流程与arrayBuffer类型数据交互相同,不再赘述。

  5. 在ArkTS中令Image组件重新渲染。

    // entry/src/main/ets/pages/PixelMapPage.ets
    if (this.loadComplete) {
      Image(this.pixelMap)
        .height(400)
    } else {
      Image($r('app.media.loading'))
        .height(400)
    }

    如上所示,通过更改this.loadComplete()即可完成Image的重新渲染。

    // entry/src/main/ets/pages/PixelMapPage.ets
    if (this.pixelMap) {
      this.loadComplete = false;
      ParamPassing.pixelMapPassing(this.pixelMap);
      // Only modifying PixelMap cannot cause the system to re render,
      // so this method is required to manually refresh the image component.
      setTimeout(() => this.loadComplete = true, 500);
    }

    这是因为pixelMap类似一个C语言指针,只更改其指向的内容,其本身值未变,不会引发自动重渲染。此处设定的延迟也是为了确保重渲染可以触发。

实现效果

[h2]class类型数据,ArkTS传递至C++

本章以简单的计算器为例,介绍如何进行class类型数据交互。由于两侧传递方式差异较大,因此分为两章讲解。

本章讲解ArkTS传递至C++。

实现原理

ArkTS语言中,class(类)是用于定义对象的模板,并拥有特有的属性和方法。在C++侧接收该类型时与object类型基本一致,一般会通过Node-API提供的函数(如napi_get_named_property())来获取class对象的某个属性,从而操作其属性值。

开发步骤

  1. 在index.d.ts中声明需要传递的class。

    // entry/src/main/cpp/types/libentry/Index.d.ts
    export interface SampleClassTs2Napi {
      result: string;
    
      add(a: number, b: number): string;
    }

    声明传递用的函数。

    // entry/src/main/cpp/types/libentry/Index.d.ts
    export const classPassingTs2Napi: (input: SampleClassTs2Napi) => string;

    ArkTS文件中也需要对此进行引用,并实现上文声明的class。

    // entry/src/main/ets/pages/ClassPage.ets
    import ParamPassing from 'libentry.so';
    import { OutputArea } from '../model/IOModel';
    
    const HINT_STRING: string = 'Calculation completed:\n';
    
    class SampleClassTs2Napi implements ParamPassing.SampleClassTs2Napi {
      public result: string = '';
    
      add(a: number, b: number) {
        this.result = `${a} + ${b} = ${a + b}`;
        return HINT_STRING;
      }
    }
  2. 在C++工程中,定义数据传递函数。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    napi_value ClassPassingTs2Napi(napi_env env, napi_callback_info info) {
        size_t argc = 1;
        napi_value args;
        // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
        napi_get_cb_info(env, info, &argc, &args, nullptr, nullptr);
    
        // Retrieve the method named "add" from the parameter object and store it in the "add" variable.
        napi_value add;
        napi_get_named_property(env, args, "add", &add);
    
        // Create parameter array
        napi_value arr[2];
        napi_create_int32(env, 114, &arr[0]);
        napi_create_int32(env, 514, &arr[1]);
        // Call the "add" method of the parameter object, pass this array as a parameter,
        // and store the result in the funcResult variable.
        napi_value func_result;
        napi_call_function(env, args, add, 2, arr, &func_result);
    
        // Retrieve the property values named "result" from the parameter object
        // using the napi_get_named_property function, and store them in the param_result variables.
        napi_value param_result;
        napi_get_named_property(env, args, "result", &param_result);
    
        string resultStr = Value2String(env, func_result) + Value2String(env, param_result);
        return String2value(env, resultStr);
    }

    classPassingTs2Napi():负责将class从ArkTS传递至Napi,之后返回一个string作为结果。

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    napi_get_named_property():第一次调用,负责将方法add()存入变量add中。

    napi_create_int32():负责将入参解析为int32,并存入数组arr中。

    napi_call_function():负责在C++工程中调用从ArkTS传入的class的方法,需要使用上两步获得的入参数组arr和方法add()。

    napi_get_named_property():第二次调用,负责将名为"result"的属性存入param_result中。

    value2String、string2value():负责napi_value与string类型之间的相互转换,实现方法详见hashMap类型数据交互。

  3. 需在DevEco Studio预生成的Init()函数中设置写好的数据传递函数。与arrayBuffer类型数据交互类同,此处不再赘述。

实现效果

[h2]class类型数据,C++传递至ArkTS

本章仍以简单的计算器为例,介绍class类型数据如何从C++传递至ArkTS。

实现原理

从C++侧传递class类型到ArkTS侧时,需要在C++侧对C++类方法进行Napi适配,然后在init函数中通过napi_define_class建立ArkTS类方法与C++侧方法的映射关系,然后将对应的class对象挂载到export上导出。注意:需要在index.d.ts文件中声明需要传递的class。

开发步骤

  1. 需要在index.d.ts中声明需要传递的class。

    // entry/src/main/cpp/types/libentry/Index.d.ts
    export class SampleClassNapi2Ts {
      private _hintStr: string;
    
      constructor(hintStr: string);
    
      times(a: number, b: number): string;
      public get hintStr();
      public set hintStr(value:string);
    }

    此处需要使用get和set关键字定义访问器,不能直接引用、修改属性。

  2. 在ArkTS侧调用该class及其属性、方法。

    // entry/src/main/ets/pages/ClassPage.ets
    let napiClass: ParamPassing.SampleClassNapi2Ts = new ParamPassing.SampleClassNapi2Ts(HINT_STRING);
    napiClass.hintStr += 'modify by ArkTS: \n';
    this.printStr = napiClass.hintStr + napiClass.times(6, 9);

    在调用时,用法与其他寻常的ArkTS的class一样。无需特别注意。

  3. 在C++工程中,定义对应的class。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    class SampleClassNapi2Ts {
    public:
        std::string hint_str;
        SampleClassNapi2Ts(string str) { this->hint_str = str; };
        std::string times(int a, int b) {
            std::ostringstream ost;
            ost << a << " × " << b << " = " << a * b;
            return ost.str();
        };
    };

    此处使用ostringstream输出流,以便完成字符串的构造。因此需要提前导入stream。

    同时,还需依次完成供ArkTS调用的访问器、构造函数和方法。

    1. getHintStr(),用于获取hintStr属性。

      // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
      static napi_value GetHintStr(napi_env env, napi_callback_info info) {
          napi_value ts_class_obj;
          // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
          napi_get_cb_info(env, info, nullptr, nullptr, &ts_class_obj, nullptr);
      
          SampleClassNapi2Ts *c_class_obj;
          // Retrieve and manipulate the C++object previously bound to jsThis using napi_unwrap
          napi_unwrap(env, ts_class_obj, reinterpret_cast<void **>(&c_class_obj));
          if (c_class_obj) {
              return String2value(env, c_class_obj->hint_str);
          } else {
              return nullptr;
          }
      }

    napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

    napi_unwrap():负责解析ArkTS class中包装的C++ class,并使用指针c_class_obj进行储存。

    string2value():负责将obj->hintStr转换为napi_value,作为输出。此函数的实现方法详见hashMap类型数据交互。

    ArkTS侧调用hintStr的值的时候,需要调用此函数,从而获得C++侧的hintStr的值。

    初始化阶段的访问器,napi_unwrap后获得的c_class_obj可能为空指针,所以必须验空。下同。

    1. setHintStr(),用于设置hintStr属性。原理与getHintStr相通。

      // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
      static napi_value SetHintStr(napi_env env, napi_callback_info info) {
          // Obtain parameters transmitted from the TS layer
          size_t argc = 1;
          napi_value value;
          napi_value ts_class_obj;
          // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
          napi_get_cb_info(env, info, &argc, &value, &ts_class_obj, nullptr);
      
          SampleClassNapi2Ts *c_class_obj;
          // Retrieve and manipulate the C++object previously bound to jsThis using napi_unwrap
          napi_unwrap(env, ts_class_obj, reinterpret_cast<void **>(&c_class_obj));
      
          if (c_class_obj) {
              c_class_obj->hint_str = Value2String(env, value);
          }
      
          return nullptr;
      }
    2. 实现times方法,为加区分,此处命名为TSTimes。

      napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

      napi_unwrap():负责将传入的ArkTS class解包,获取与其绑定的C++ class,并使用指针c_class_obj进行储存。

      napi_get_value_int32():负责将入参解析为int32并存入value0/value1中。

      string2Value():负责将string转换为napi_value数据。此函数的实现方法详见hashMap类型数据交互。

      // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
      static napi_value TSTimes(napi_env env, napi_callback_info info) {
          size_t argc = 2;
          napi_value args[2] = {nullptr};
          napi_value ts_class_obj = nullptr;
          // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
          napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &ts_class_obj, nullptr);
          SampleClassNapi2Ts *c_class_obj = nullptr;
          // Convert ArkTS object to C++ object
          napi_unwrap(env, ts_class_obj, (void **)&c_class_obj);
          // Get parameters passed by ArkTS
          int value0;
          napi_get_value_int32(env, args[0], &value0);
          int value1;
          napi_get_value_int32(env, args[1], &value1);
          string c_result = c_class_obj->times(value0, value1);
          return String2value(env, c_result);
      }
    3. TsConstructor(),用于构造ArkTS class。

      napi_get_cb_info():负责从ArkTS侧获取输入参数。

      value2String():负责将入参转换为string。此函数的实现方法详见hashMap类型数据交互。

      napi_set_named_property():负责对指定的object加入一个新属性,并指定属性名。ArkTS侧调用的时候,将使用此处指定的名称。

      napi_wrap():负责将C++ class包装为ArkTS class。

      // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
      static napi_value TsConstructor(napi_env env, napi_callback_info info) {
          // Create Napi object
          napi_value ts_class_obj;
          size_t argc = 1;
          napi_value args[1] = {nullptr};
          // Gets detailed information about the function call, such as input parameters.
          napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, &ts_class_obj, nullptr);
          string hint_str = Value2String(env, args[0]);
          // Create C++ object
          SampleClassNapi2Ts *c_class_obj = new SampleClassNapi2Ts(hint_str);
          // Set the JS object hintStr attribute
          napi_set_named_property(env, ts_class_obj, "hintStr", args[0]);
          // Binding JS objects with C++objects
          napi_wrap(
              env, ts_class_obj, c_class_obj,
              // Define callback function for recycling JS objects, used to destroy C++objects and prevent memory leaks
              [](napi_env env, void *finalize_data, void *finalize_hint) {
                  SampleClassNapi2Ts *c_class_obj = (SampleClassNapi2Ts *)finalize_data;
                  delete c_class_obj;
                  c_class_obj = nullptr;
              },
              nullptr, nullptr);
          return ts_class_obj;
      }
  4. 在Init()函数中设置class。

    // entry\src\main\cpp\napi_init.cpp
    EXTERN_C_START
    static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {
        // ...
        napi_property_descriptor class_prop[] = {
            {"hintStr", 0, 0, GetHintStr, SetHintStr, 0, napi_default, 0},
            {"times", nullptr, TSTimes, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr}};
        napi_value sample_class = nullptr;
        const char *class_name = "SampleClassNapi2Ts";
        // Establish the association between ArkTS constructor and C++ methods
        napi_define_class(env, class_name, sizeof(class_name), TsConstructor, nullptr,
                          sizeof(class_prop) / sizeof(class_prop[0]), class_prop, &sample_class);
        napi_set_named_property(env, exports, class_name, sample_class);
    
        return exports;
    }
    EXTERN_C_END

    需要先在DevEco Studio预生成的Init()函数中,定义一个classProp,并写入class对应的访问器与方法

    并调用napi_define_class()和napi_set_named_property()完成ArkTS class 与C++ class的关联与设置。从而令ArkTS可以调用C++中的class。

实现效果

示例代码