Android Studio 官方IDE大升級，将全面支持C/C++

Android Studio 是一款高度集成化的 Android 应用程序开发工具，可以帮助开发者完成从应用程序设计到部署的整个过程。近期，Android Studio 发布了官方的大版本升级，将提供全面支持 C/C++ 的功能，为 Android 开发者提供更多的困难选择。本文将介绍 Android Studio 官方 IDE 大升级的完整攻略，并提供两个示例帮助读者更好地了解该功能的使用。

安装 Android Studio

首先，需要安装 Android Studio 官方 IDE。可以在 Android Developer 官网下载最新版本。安装完毕后，打开 Android Studio 主界面，点击 "Configure" 菜单下 "SDK Manager"，并在 "SDK Platforms" 标签中选择 "Show Package Details"，在弹出的对话框中勾选 "Android NDK"，并下载对应版本的 NDK。

配置开发环境

安装好 Android Studio 后，需要在项目中进行配置，使其支持 C/C++。可以在项目的 gradle.build 文件中添加 ndkBuild 和 cmake 两个插件，以实现对 C/C++ 语言的支持。添加插件后，还需配置所需的本地库。

使用 ndkBuild 插件：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            ndkBuild {
                path 'src/main/cpp/Android.mk'
            }
        }
    }

    externalNativeBuild {
        ndkBuild {
            path 'src/main/cpp/Android.mk'
        }
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
}

使用 cmake 插件：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c11 -frtti -fexceptions"
                arguments "-DANDROID_ARM_NEON=TRUE", "-DANDROID_TOOLCHAIN=gcc"
                targets 'myview'
            }
        }
    }

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

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
}

示例1：使用 C/C++ 实现图像处理功能

在 Android Studio 中开发使用 C/C++ 实现图像处理功能，需要使用 OpenCV 库。在项目的 Gradle 文件中，添加 OpenCV 库的依赖。

dependencies {
    implementation 'org.opencv:opencv-android:3.4.5'
}

示例代码如下：

#include <jni.h>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/imgcodecs.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>

using namespace cv;

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_example_android_imagemanipulation_ImageManipulationActivity_grayScale(JNIEnv *env, jobject instance, jlong matAddr) {
    Mat &src = *(Mat *) matAddr;
    cvtColor(src, src, COLOR_BGR2GRAY);
}

在 MainActivity 中使用 JNI 调用 C++ 代码，并实现图像灰度化效果。

public class ImageManipulationActivity extends AppCompatActivity {

    ...

    // 加载 OpenCV 库
    static {
        System.loadLibrary("opencv_java3");
    }

    // 原图
    private ImageView mImageView;
    // 灰度化后的图
    private ImageView mShowView;

    // 灰度化接口
    private native void grayScale(long matAddr);

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_image_manipulation);

        // 初始化 UI
        mImageView = findViewById(R.id.image_view);
        mShowView = findViewById(R.id.show_view);
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
        mImageView.setImageBitmap(bitmap);

        // OpenCV Mat 初始化
        Mat src = new Mat(bitmap.getHeight(), bitmap.getWidth(), CvType.CV_8UC4);
        Utils.bitmapToMat(bitmap, src);

        // 调用 C++ 代码进行图像灰度化
        grayScale(src.getNativeObjAddr());

        // 转换为 Bitmap，并更新 UI
        Bitmap result = Bitmap.createBitmap(src.cols(), src.rows(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
        Utils.matToBitmap(src, result);
        mShowView.setImageBitmap(result);
    }
}

示例2：使用 C/C++ 实现音频处理功能

在 Android Studio 中开发使用 C/C++ 实现音频处理功能，需要使用 FFmpeg 库。在项目的 Gradle 文件中，添加 FFmpeg 库的依赖。

dependencies {
    implementation 'com.arthenica:mobile-ffmpeg-full-gpl:4.4'
}

示例代码如下：

#include <jni.h>
#include <android/log.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <ffmpeg.h>

#define TAG "FFmpegAudioProcessing"
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, __VA_ARGS__)

extern "C"
JNIEXPORT jboolean JNICALL
Java_com_example_android_audioprocessing_AudioProcessingActivity_process(JNIEnv *env, jobject instance, jstring inputPath_, jstring outputPath_) {
    const char *inputPath = env->GetStringUTFChars(inputPath_, 0);
    const char *outputPath = env->GetStringUTFChars(outputPath_, 0);

    LOGI("process: inputPath=%s, outputPath=%s", inputPath, outputPath);

    // 初始化
    av_register_all();
    avcodec_register_all();

    // 打开输入文件
    AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL;
    ifmt_ctx = avformat_alloc_context();
    avformat_open_input(&ifmt_ctx, inputPath, NULL, NULL);
    avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL);
    int audio_stream_index = -1;
    for (int i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
        if (ifmt_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
            audio_stream_index = i;
            break;
        }
    }

    // 打开输出文件
    AVFormatContext *ofmt_ctx = NULL;
    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, outputPath);
    AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(ofmt_ctx->oformat->audio_codec);
    AVCodecContext *c = avcodec_alloc_context3(codec);
    c->codec_id = codec->id;
    c->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
    c->sample_rate = 44100;
    c->channels = 2;
    avcodec_open2(c, NULL, NULL);
    AVStream *st = avformat_new_stream(ofmt_ctx, codec);
    avcodec_parameters_from_context(st->codecpar, c);
    avio_open(&ofmt_ctx->pb, outputPath, AVIO_FLAG_WRITE);

    // 处理音频数据
    int buffer_size = 4096;
    uint8_t buffer[buffer_size];
    int got_frame = 0;
    AVPacket pkt;
    while (av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) == 0) {
        if (pkt.stream_index == audio_stream_index) {
            AVFrame *frame = av_frame_alloc();
            avcodec_send_packet(ifmt_ctx->streams[audio_stream_index]->codec, &pkt);
            got_frame = avcodec_receive_frame(ifmt_ctx->streams[audio_stream_index]->codec, frame);
            if (got_frame == 0) {
                avcodec_send_frame(c, frame);
                while (avcodec_receive_packet(c, &pkt) == 0) {
                    pkt.stream_index = st->index;
                    av_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
                    av_packet_unref(&pkt);
                }
            }
            av_frame_free(&frame);
        }
        av_packet_unref(&pkt);
    }
    av_write_trailer(ofmt_ctx);

    // 关闭文件
    avcodec_close(c);
    avcodec_free_context(&c);
    avio_closep(&ofmt_ctx->pb);
    avformat_free_context(ofmt_ctx);
    avformat_close_input(&ifmt_ctx);
    env->ReleaseStringUTFChars(inputPath_, inputPath);
    env->ReleaseStringUTFChars(outputPath_, outputPath);
    return true;
}

在 MainActivity 中使用 JNI 调用 C++ 代码，并实现音频格式转换的效果。

public class AudioProcessingActivity extends AppCompatActivity {

    ...

    // 原文件路径
    private static final String INPUT_PATH = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS).getAbsolutePath() + "/input.mp3";
    // 转换后的文件路径
    private static final String OUTPUT_PATH = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS).getAbsolutePath() + "/output.wav";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_audio_processing);

        // 异步执行音频转换
        AsyncTask.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                AudioProcessingActivity.process(INPUT_PATH, OUTPUT_PATH);
            }
        });
    }

    // JNI 接口
    private static native boolean process(String inputPath, String outputPath);

    // 加载 FFmpeg 库
    static {
        System.loadLibrary("ffmpeg");
    }
}

以上便是 Android Studio 官方 IDE 大升级，将全面支持 C/C++ 的完整攻略，以及两个示例程序的介绍。读者可以根据实际需求灵活运用该功能，便于应用程序的开发与优化。