在过去几年，Android 开发已经成为许多开发者的主要选择。通常，我们都会使用 Java 或者 Kotlin 这类高级语言进行 Android 应用程序的开发。然而，对于对性能要求较高的应用来说，有时候我们会倾向于使用纯 C 语言进行开发。在这篇文章中，我们将详细讨论如何使用纯 C 语言开发 Android 应用程序。
一. 原理概述
虽然 Android SDK 是以 Java 编写的，但实际上 Android 系统底层是基于 Linux 内核构建的，并广泛使用 C 语言进行系统开发。同时，Android 提供了一个名为 NDK（Native Development Kit）的原生开发工具包，可以帮助我们使用 C/C++ 编写 Android 程序。
NDK 允许我们将原生的 C 代码编译成在 Android 设备上运行的机器代码。当我们需要直接访问底层硬件，或者优化应用的性能行，NDK 就显得尤为有用。实际上，许多高性能库，如 OpenGL 自动生成的游戏引擎，都是基于 C 语言编写的。
简而言之，开发纯 C 语言的 Android 应用程序是通过 NDK 提供的工具进行原生编译后，在 Java 层通过 JNI（Java Native Interface）与其交互来实现的。
二. 操作步骤
1. 准备开发环境
在开始开发之前，需要确保我们安装了以下工具：
- Android Studio：官方的 Android 开发环境，用于编写和生成应用程序。
- Android NDK：原生开发工具包，用于编译 C 代码。
- Android SDK：软件开发工具包，用于开发和测试应用程序。
2. 创建一个新项目
在 Android Studio 中，创建一个新的 Android 项目。选择一个适当的项目名和包名，然后选择支持的最低 Android 版本。创建项目时，请确保选择对应的语言和框架。
3. 配置 Gradle
为了确保我们可以使用 NDK 编译 C/C++ 代码，需要在项目层的 build.gradle 文件中添加 NDK 配置。同时，还需要配置 ExternalNativeBuild 以告知 Gradle 使用 CMake 或者 ndk-build 编译原生代码。
在 app 模块下的 build.gradle 文件中，添加以下代码：
```
android {
...
defaultConfig {
...
ndk {
abiFilters "armeabi-v7a", "x86"
}
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags ""
}
}
}
buildTypes {
...
}
externalNativeBuild {
cmake {
path file("src/main/cpp/CMakeLists.txt")
}
}
}
```
4. 添加 C 语言源代码和 CMakeLists.txt
在 app/src/main 目录下，创建一个新的文件夹 cpp。在 cpp 文件夹中，添加 C 语言源代码文件（例如 main.c）和 CMakeLists.txt 文件。
CMakeLists.txt 文件中的内容应包括以下几点：
- cmake_minimum_required：表示所需的 CMake 最低版本。
- add_library：用于生成一个共享库，并指定源代码文件。
- find_library：用于查找系统库，例如 log 库。
- target_link_libraries：将目标库与系统库链接。
以下是一个简单的 CMakeLists.txt 文件的例子：
```
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
add_library(myapp SHARED main.c)
find_library(log-lib log)
target_link_libraries(myapp ${log-lib})
```
5. 编写 C 代码
在 main.c 文件中，编写相应的 C 代码。例如，定义一个名为 "stringFromJNI" 的函数：
```c
#include
#include
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_myapp_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject instance) {
const char *nativeString = "Hello from C!";
return (*env)->NewStringUTF(env, nativeString);
}
```
6. 配置 JNI 接口
在 MainActivity.java 文件中，添加如下代码：
```java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
static {
System.loadLibrary("myapp");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
TextView textView = findViewById(R.id.textView);
textView.setText(stringFromJNI());
}
public native String stringFromJNI();
}
```
其中，“myapp”库的名字需要与 CMakeLists.txt 文件中的库名相同。
7. 编译和运行
现在你已经完成了纯 C 语言的 Android 应用程序开发。点击 Android Studio 的运行按钮，在模拟器或实际设备上运行应用程序。应用程序会显示一个 “Hello from C!” 的文本。
三. 小结
通过使用 NDK 和 C 语言，我们成功开发了一个纯 C 语言的 Android 应用程序。虽然这种方式存在一定的复杂性，但对于性能要求较高或涉及底层操作的应用程序，这无疑是一个很好的解决方案。然而，对于大多数应用程序，使用 Java 或 Kotlin
