使用Swig在C和Java之间传递数组

Question

我精通C语言，但不精通Java，我正尝试使用Swig从Java调用C。简单的调用可以正常工作，但是我无法使用carrays.i或arrays_java.i方法交换数组。都没有任何完整的示例。

AMItest.i：

%module AMItest
%{
#include "AMItest.h"
%}
%include "carrays.i"
%include "AMItest.h"

AMItest.h：

extern int AMItest(double *Array, int Start, int End);

AMItest.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
#include "AMItest.h"
int AMItest(double *Array, int Start, int End) {
    if (End<=Start) {
        fprintf(stderr, "Start must be lower than End\n");
        return EDOM;
    }
    for (int i=0; i<=End-Start; i++)
        Array[i]=sin(i/4.);
    return 0;
}

main.java：

public class main {
    public static void main(String argv[]) {
        System.loadLibrary("AMItest_swig"); // File is libAMItest_swig.so
        double[] myArray = new double[11];
        System.out.println(AMItest.AMItest(myArray, 10, 20));
        for (int i=0; i<myArray.length; i++)
            System.out.print(myArray[i] + " ");
    }
}

编译：

$ rm -f AMItest AMItest*.java SWIG*.java *.class *.o *.a *.so *_wrap.c
$ swig -java AMItest.i
$ gcc -fPIC -c AMItest.c AMItest_wrap.c -I/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64/include -I/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64/include/linux
$ gcc -shared AMItest.o  AMItest_wrap.o  -W  -o libAMItest_swig.so
$ javac main.java
main.java:7: error: incompatible types: double[] cannot be converted to SWIGTYPE_p_double
                System.out.println(AMItest.AMItest(myArray, 10, 20));

SWIGTYPE_p_* errors的搜索导致很少（无用的）链接。我也尝试过使用arrays_java.i或将其添加到.i文件中：

%array_functions( double, double )
%include <typemaps.i>
%apply (double *OUTPUT, int, int) {(double *Array, int Start, int End)};

这是我的.i文件或Java的问题吗？！？

Answer 1

像这样适应您的AMItest.i：

%module AMItest
%{
#include "AMItest.h"
%}
%include "arrays_java.i"
%apply double[] {double *};
%include "AMItest.h"

有时C函数希望将数组作为指针传递... 包装此方法的一种方法是应用arrays_java.i库文件中附带的Java数组类型映射。ANY大小将确保将类型映射应用于所有大小的数组。您可以通过指定特定的数组大小来缩小类型映射匹配规则。现在，您可以使用纯Java数组并将其传递给C代码。

请参见此处的文档：http://www.swig.org/Doc4.0/SWIGDocumentation.html#Java_unbounded_c_arrays

Test

使用上面提供的带有修改后的AMItest.i的示例，在调用java main时将获得以下输出：

0
0.0 0.24740395925452294 0.479425538604203 0.6816387600233342 0.8414709848078965 0.9489846193555862 0.9974949866040544 0.9839859468739369 0.9092974268256817 0.7780731968879213 0.5984721441039564

大型阵列的更高效替代方案

对于由11个双元素组成的数组，您可能希望使用上面显示的方法。但是我不想隐藏SWIG文档中显示的替代方法：

此方法可能是使用数组的最自然的方法。但是，当使用大型数组时，它会遇到性能问题，因为在将数组从Java世界转移到C ++世界时会发生大量元素复制。将Java数组用于C数组的另一种方法是使用另一种SWIG库文件carrays.i。对于大型数组，此方法可能更有效，因为一次只能访问一个元素。

您的示例将需要在两个地方进行如下修改：

AKITest.i：

%module AMItest
%{
#include "AMItest.h"
%}
%include "carrays.i"
%array_functions(double, doubleArray);
%include "AMItest.h"

您经过稍微修改的main.java如下所示：

public class main {
    public static void main(String argv[]) {
        System.loadLibrary("AMItest_swig"); // File is libAMItest_swig.so
        int size = 11;
        SWIGTYPE_p_double myArray = AMItest.new_doubleArray(size);
        AMItest.AMItest(myArray, 10, 20);
        for (int i=0; i<size; i++)
            System.out.print(AMItest.doubleArray_getitem(myArray, i) + " ");
    }
}

结果将是相同的。