C/C++是相对底层的语言，相比OC、Swift、Kotlin、Java等都要难，但是C/C++是Android和iOS都支持的语言，我们使用C++主要有一下几种原因：
- 跨平台，一套代码多端使用；
- 安全性，Java是极其容易被反编译的语言，如果把核心的代码改成C++可以有效提高安全性，但是在iOS意义就不大了；
- 高性能，在多数的场景下这个优势并不明确，只有在一些特定的场景下才能发挥他的价值，比如音频、视频；
- 调用C++库API，有部分的库只提供了C++版本，如果需要访问那么就要使用C++实现。
项目基本要求
- 一个工程实现Android和iOS工程师一起编码；
- 可以添加依赖第三方C++库；
- 可以脱离手机实现代码调试；
- 可以使用手机实现代码调试；
项目设计
设计思想参考了 Flutter Plugin 和 protobuf 的工程结构，基于CMake 和 CocoaPods 实现，为大家提供一种多平台协同开发的思路，本篇文章不会把全部的代码贴出来，只会列出设计思想和关键的代码，详细代码请查看 源码。
目录结构
├── CMakeLists.txt
├── android
│ ├── build.gradle
│ └── src
│ └── main
│ ├── AndroidManifest.xml
│ ├── java/com/cross/Cross.java
│ └── cpp
│ ├── include
│ ├── cross.cpp
│ └── CMakeLists.txt
├── cross.podspec
├── ios
│ └── Classes
│ ├── Cross.h
│ └── Cross.mm
├── src
│ └── url_signature
│ ├── include/url_signature.h
│ ├── url_signature.cpp
│ └── CMakeLists.txt
├── third_party
│ ├── cxxurl
│ │ ├── include
│ │ ├── src
│ │ └── CMakeLists.txt
│ └── hash
│ ├── include
│ ├── src
│ └── CMakeLists.txt
├── test
│ ├── gtest
│ │ ├── include
│ │ ├── src
│ │ └── CMakeLists.txt
│ ├── main.cpp
│ └── CMakeLists.txt
├── example
│ ├── android #省略
│ └── ios #省略
├── build.gradle
├── gradle.properties
├── settings.gradle
上面的目录结构主要分为：
- Android代码（android）：虽然C++是通用的语言，但是也有部分代码并不通用，这里主要是编写和NDK特定有关的代码，比如log，除了C++代码也会在这里编写JNI接口代码，提供给Java调用；
- iOS代码（ios）：和上面同理，也是编写和iOS有特定关联的代码，虽然.m改成.mm就可以调用C++代码，但是为了避免C++代码混入主项目，这里也要编写接口层代码，通过接口调用；
- iOS库配置文件（cross.podspec）：这个文件放到/ios目录才是比较合理，由于podspec不支持指定上一级的源文件，所以只能放到根目录；
- 核心C++（src）：这里是包含了我们编写的C++代码，这里也可以把不同功能的代码分为多个项目，实现代码隔离；
- 测试代码（test）：这里主要是包含了我们日常开发调试编写的测试代码，也可以包含单元测试代码；
- 第三方库（third_party）：这里是放第三方库，每一个库都有独立的文件夹和CMakeLists.txt，管理自身的头文件和代码；
- 示例（example/android、example/ios）
- Gradle脚本文件：build.gradle/gradle.properties/settings.gradle
C++库设计
无论是第三方库还是我们编写的代码，都使用同一的目录结构，都是一个库，这里以 jsoncpp 为例，每一个库都包含了CMakeLists.txt、include、src三部分，CMakeLists.txt是库定义，include是需要暴露的头文件，src是放实现源码。
├── CMakeLists.txt
├── include
│ └── json
│ ├── reader.h
│ ├── value.h
│ └── writer.h
└── src
├── json_reader.cpp
├── json_value.cpp
└── json_writer.cpp
在这个项目当中，如果是第三方库，我会把实现代码放到src文件夹，如果是我们自己写的代码，我会把实现代码放到和CMakeLists.txt同一级别的目录。
CMakeLists.txt 的作用主要是暴露当前库的头文件，定义需要参与编译的源码文件。
# 设置cmake版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)
# 定义库的名字
project(jsoncpp)
# 定义需要参与编译的源文件
add_library(${PROJECT_NAME} src/json_reader.cpp src/json_value.cpp src/json_writer.cpp)
# 定义需要暴露的头文件
target_include_directories(${PROJECT_NAME} PUBLIC ${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
有了这个C++库的定义，接下来我们看看根目录的 CMakeLists.txt
CMakeLists.txt（根目录）
根目录的 CMakeLists.txt 是用来关联各个子项目，需要注意是，如果关联进来那么编译成Android的aar文件的都会把代码包含进来，所以我们要根据不同的场景编写脚本，比如在Android环境下需要包含android的C++代码，不要包含测试代码。
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)
project(cpp-android-ios-example)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_subdirectory(third_party/hash)
add_subdirectory(third_party/cxxurl)
add_subdirectory(src/url_signature)
if (ANDROID)
add_subdirectory(android/src/main/cpp)
else ()
add_subdirectory(test/gtest)
add_subdirectory(test)
endif ()
重点：android/build.gradle定义了 CMakeLists.txt 的路径，而这个路径必须指向根目录的 CMakeLists.txt。
externalNativeBuild { cmake { path "../CMakeLists.txt" // 这里需要指向项目根目录的 CMakeLists.txt version "3.10.2" } }
库依赖
通过上面的方式把各个子项目关联起来后，那么我们就可以非常简单在一个子项目中引用另外一个子项目，这里以 src/url_signature/CMakeLists.txt 为例，我们需要在 url_signature 子项目添加 cxxurl 和 hash 的依赖。
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
project(url_signature)
add_library(${PROJECT_NAME} url_signature.cpp)
target_include_directories(${PROJECT_NAME} PUBLIC ${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} cxxurl hash)
Android
以下是android的目录结构，这部分的代码主要是实现Java和C++的转换。
├── build.gradle
├── gradle.properties
├── settings.gradle
└── android
├── build.gradle
└── src/main
├── AndroidManifest.xml
├── cpp
│ ├── CMakeLists.txt
│ └── native-lib.cpp
└── java/com/cross/Cross.java
从上面的目录可以看到，项目的根目录有 build.gradle、gradle.properties和settings.gradle，之所以放在根目录是
android/build.gradle
apply plugin: 'com.android.library'
android {
compileSdkVersion 30
buildToolsVersion "30.0.2"
defaultConfig {
minSdkVersion 16
targetSdkVersion 30
testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
consumerProguardFiles "consumer-rules.pro"
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags ""
}
}
}
buildTypes {
release {
minifyEnabled false
proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
}
}
externalNativeBuild {
cmake {
// 这里需要指向项目根目录的 CMakeLists.txt 文件
path "../CMakeLists.txt"
version "3.10.2"
}
}
}
dependencies {
}
android/src/main/cpp/CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)
project("cross")
include_directories(export_include)
add_library(${PROJECT_NAME} SHARED cross.cpp)
find_library(log-lib log)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${log-lib} url_signature)
cross.cpp
#include <jni.h>
#include <string>
#include "url_signature.h"
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_cross_Cross_signatureUrl(JNIEnv *env, jclass clazz, jstring url) {
const char *str = env->GetStringUTFChars(url, JNI_FALSE);
std::string result = SignatureUrl(str);
return env->NewStringUTF(result.c_str());
}
Cross.java
package com.cross;
public class Cross {
static {
System.loadLibrary("cross");
}
public static native String signatureUrl(String url);
}
iOS
由于 podspec 无法指定父级的文件，如果放在ios目录下，那么就无法关联src和third_party的源文件，所以就把 cross.podspec 放到工程的根目录。Cross 类主要就是负责对接OC和C++，作为统一的接口类。
├── cross.podspec
├── ios
│ └── Classes
│ ├── Cross.h
│ └── Cross.mm
cross.podspec
Pod::Spec.new do |s|
s.name = 'cross'
s.version = '0.0.1'
s.summary = 'cross library'
s.description = 'Cross library'
s.homepage = 'http://example.com'
s.license = { :file => '../LICENSE' }
s.author = { 'Your Company' => 'email@example.com' }
s.source = { :path => '.' }
# 设置源文件，切记不要把测试代码包含进来
s.source_files = 'ios/Classes/**/*','third_party/**/*.{cc,cpp,h}','src/**/*.{cc,cpp,h}'
# 暴露头文件，否则引用该spec的项目无法找到头文件
s.public_header_files = 'ios/Classes/**/*.h','src/url_signature/include/*.h'
s.platform = :ios, '8.0'
# 必须配置HEADER_SEARCH_PATHS属性，是否会导致项目中C++找不到头文件
s.xcconfig = {
'HEADER_SEARCH_PATHS' => '"${PODS_TARGET_SRCROOT}/third_party/cxxurl/include/" "${PODS_TARGET_SRCROOT}/third_party/hash/include/" "${PODS_TARGET_SRCROOT}/src/url_signature/include/"'
}
end
Cross.h
@interface Cross : NSObject
- (NSString*)signatureUrl:(NSString *)url;
@end
Cross.mm
#import "Cross.h"
#include <string>
#include <url_signature.h>
@implementation Cross
- (NSString*)signatureUrl:(NSString *)url{
std::string str = [url UTF8String];
std::string result = SignatureUrl(str);
NSString *newUrl = [NSString stringWithUTF8String:result.c_str()];
return newUrl;
}
@end
示例设计
Android
├── build.gradle
├── settings.gradle
└── src
└── main
├── AndroidManifest.xml
├── java/com/cross/example/MainActivity.java
└── res
示例就是一个普通的工程，唯一需要注意的是 settings.gradle
rootProject.name = 'example'
include ":cross"
project(":cross").projectDir = new File("../../android")
build.gradle
buildscript {
repositories {
google()
jcenter()
}
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:4.1.2"
}
}
apply plugin: 'com.android.application'
android {
...
}
dependencies {
implementation project(path: ':cross')
}
iOS
├── Podfile
├── example
│ ├── AppDelegate.h
│ ├── AppDelegate.m
│ ├── ViewController.h
│ ├── ViewController.m
│ └── main.m
├── example.xcodeproj
Podfile
target 'example' do
use_frameworks!
pod 'cross', :path => '../../'
end
如何编码？
- 如果是Android开发者，建议使用 Android Studio 打开根目录，文件目录选择 Android 风格的，就可以在一个环境下同时编写 C++、Java、还有example的代码。
- 如果是iOS也是同样打开example/ios项目，记得要先执行 pod install 哦。
- 但多数情况下还是建议使用 vscode 或者 clion 打开 工程的根目录，在 test 目录下编写测试代码，脱离与平台关联进行开发调试，这样的效率更高。
总结
通常C++部分的代码不会和APP主工程的代码放到同一个仓库，而是独立开发，比如Android会打包成aar发布到maven仓库中，而iOS就会发布到内部的CocoaPods仓库，通过外部库的引入到主项目当中。
源码：https://github.com/taoweiji/cpp-android-ios-example
附加资料
集成开发环境（IDE）
- CLion：JetBrains出品，最好用的C++ IDE，对CMake支持非常友好，需要付费的，对开源社区有贡献的可以申请免费使用；
- AppCode：JetBrains出品，支持Objective-C, Swift, C/C++语言，也是需要付费的；
- Visual Studio Code：微软出品，支持多种平台，可以通过插件实现C++编码，也是一个非常不错的选择；
- Xcode：苹果公司出品，对于iOS开发者非常友好，可以搭配CocoaPods一起开发C++；
- Visual Studio：微软出品，仅支持Windows，功能非常强大；
- Android Studio：用于Android开发的IDE，同样也可以编译C++代码，适用于Android开发者；
C++常用库
- 综合
- boost 提供了很多强大的C++库，
- Apache C++ Standard Library：主要包含了算法和容器的
- json： jsoncpp 和 nlohmann/json 都是不错的选择。
- fmt 是一个先进的文本格式库，具有现代语言的特征，缺点是占用过大。
- 压缩：libzip2
- 网络：Boost.Asio：用于网络和底层I/O编程的跨平台的C++库。
- MD5/SHA1：hash-library
- 调试、单元测试：CMake自带的 CTest、googletest；
- 脚本、虚拟机：
- 序列化：protobuf 可以代替json/xml在不同的语言/设备之间传递对象序列化数据；
- 音频视频：FFmpeg 用于音视频的处理；
构建系统
- cmake：是目前主流的构建系统，简单易用，也适合构建大型项目，常用的第三方库基本都支持cmake，可以非常简单添加第三方依赖，强烈推荐；
- makefile：是最基本的构建系统
- CocoaPods：是用于开发OC和Swift项目的构建系统，同样也支持C++，通常用于iOS应用开发；
- ndk-build：Android 上一代的构建方式，配置文件为Android.mk，目前Android开发默认的构建方式已经变成了cmake；
- bazel：Google开源的构建系统，TensorFlow和Flutter都是基于bazel构建，使用复杂，适合大型的项目；
