Android NDK 開發實戰（二）：完整案例與常見錯誤處理指南

編輯：關於C語言

核心概念補充

編譯→連結→交叉編譯：源碼 .c → 目標檔 .o → 可執行檔。交叉編譯在宿主機（如 x86 Linux）產出目標機（如 ARM Android）二進制，需工具鏈模擬目標環境。
NDK 工具鏈：提供 arm-linux-androideabi-gcc 等編譯器、libc、libm、liblog 等庫。

標準 NDK 開發流程（6 步驟）

建立 Android 專案。
Java/Kotlin 宣告 native 方法。
建立 jni/ 目錄，撰寫 C/C++ 實作（函數命名規則：Java_包名_類名_方法名）。
編寫 Android.mk（或 CMakeLists.txt）。
執行 ndk-build 生成 .so 動態庫。
Java 端 System.loadLibrary 載入並呼叫。

完整 Hello World 範例

Java 端

public class DemoActivity extends Activity {
    static { System.loadLibrary("Hello"); }
    public native String helloFromJNI();
    public void onClick(View v) {
        Toast.makeText(this, helloFromJNI(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

C 端 (Hello.c)

#include <stdio.h>
#include <jni.h>

jstring Java_cn_itcast_ndk_DemoActivity_helloFromC(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "hello from c");
}

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := Hello
LOCAL_SRC_FILES := Hello.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

進階：javah 產生頭檔

# 1. 編譯 Java
javac -d bin/classes src/com/.../DemoActivity.java
# 2. 產生 .h
cd bin/classes
javah com.example.DemoActivity
# 產生 com_example_DemoActivity.h，複製到 jni/ 內含引用

常見錯誤與解決方案（含 Logcat 除錯）

錯誤訊息	原因	解決
`Android NDK: Your APP_BUILD_SCRIPT points to an unknown file`	`Android.mk` 路徑錯誤或遺失	確認 `jni/Android.mk` 存在，`ndk-build` 在專案根目錄執行
`jni/Android.mk:4: *** missing separator`	Makefile 語法錯誤（縮排必須用 Tab）	檢查每行命令前為 Tab，非空格
`make: *** [obj/.../Hello.o] Error 1`	C 語法錯誤	查看第一個 error 訊息，修正對應行
`UnsatisfiedLinkError: Library Hello not found`	.so 未生成或名稱不符	確認 `LOCAL_MODULE` 名稱，`loadLibrary` 不含 "lib" 前綴與 ".so" 後綴
`UnsatisfiedLinkError: hello_from_c`	native 方法找不到對應 C 函數	檢查函數簽名是否與 `javah` 產生的 .h 一致
`Build fingerprint: ... signal 11 (SIGSEGV)`	C 代碼邏輯錯（空指標、越界、類型不符）	用 `__android_log_print` 定位崩潰行，或用 `ndk-gdb` 除錯

Logcat 除錯技巧

Android.mk 加入 log 库

LOCAL_LDLIBS += -llog

C 代碼定義巨集

#include <android/log.h>
#define LOG_TAG "MyTag"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

// 使用
LOGD("x=%d", x); LOGI("init done");

中文亂碼處理

NDK r6+：源碼儲存為 UTF-8，編譯鏈預設 UTF-8，Java 端直接 NewStringUTF 即可。
NDK r4 舊版：編碼為 ISO-8859-1，Java 端需 new String(str.getBytes("ISO-8859-1"), "UTF-8") 轉碼。

Android.mk 關鍵變數詳解

變數	說明
`LOCAL_PATH`	`$(call my-dir)` 取得當前目錄
`include $(CLEAR_VARS)`	重置所有 LOCAL_* 變數（除 LOCAL_PATH）
`LOCAL_MODULE`	模組名，生成 `lib<name>.so`
`LOCAL_SRC_FILES`	源檔列表，相對路徑
`LOCAL_LDLIBS`	連結庫，如 `-llog -lz`
`include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)`	產出動態庫 .so
`include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)`	產出靜態庫 .a

靜態庫 vs 動態庫選擇

動態庫：體積小、載入時解析符號、支援插件架構。
靜態庫：編譯期鏈入、無執行期相依、適合發布獨立模組給第三方。

資料傳遞：Java ↔ C 完整範例

Java 宣告

public class DataProvider {
    public native int add(int x, int y);
    public native String sayHelloInC(String s);
    public native int[] intMethod(int[] arr);
}

C 實作重點

jint 直接對應 int，無需轉換。
jstring → char*：需呼叫 GetStringUTFChars 或自行 GetByteArrayElements 轉碼。
jintArray：GetIntArrayElements 取得指標，修改後自動反映回 Java 陣列（釋放時模式 0 為複製回）。

C 反向呼叫 Java

取得類引用：jclass cls = (*env)->FindClass(env, "pkg/Class");
取得方法 ID：jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "methodName", "(Ljava/lang/String;)V");（簽名用 javap -s 取得）。
建立實例（非靜態）：jobject obj = (*env)->AllocObject(env, cls);
呼叫：(*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid, (*env)->NewStringUTF(env, "from c"));