概要

本実装例ではDevEco Studioを用いたNative C++アプリケーション開発手法を解説する。NAPI経由でC標準数学ライブラリのhypot関数を呼び出し、二値の平方和平方根を計算するサンプルを実装する。UI入力値を受け取り、計算結果を表示するインタラクティブな処理フローを構築する。

関連技術

• NAPI: Node.js互換インターフェースのHarmonyOS実装
• 標準ライブラリ対応: C/C++標準ライブラリ、OpenSL ES、zlibのネイティブサポート

環境構築

ソフトウェア要件

• DevEco Studio 3.1 Release
• OpenHarmony SDK API version 9

ハードウェア要件

• 開発ボード: RK3568
• OpenHarmony 3.2 Release

セットアップ手順

1. OpenHarmonyバイナリ（3.2 Release）を取得
2. DevEco Device Toolをインストール
3. RK3568開発ボードのファームウェアを更新
4. DevEco Studioで"Empty Ability"テンプレートを使用した新規プロジェクト作成
5. 実機デバッグ環境を設定

プロジェクト構成

entry/src/main
├──cpp
│  ├──CMakeLists.txt
│  ├──math_ops.cpp
│  └──types
│     └──libmath
│        ├──index.d.ts
│        └──oh-package.json5
├──ets
│  ├──entryability
│  │  └──EntryAbility.ts
│  └──pages
│     └──MainPage.ets
└──resources

技術構成

アプリケーション層

• C++層: ネイティブ演算ロジック実装
• ArkTS層: UI制御とネイティブ呼び出し
• ビルドツールチェーン: CMakeによる動的ライブラリ生成

ビルドプロセス

ArkTSとC++間の相互運用はNAPIを介して実現され、CMakeが生成する共有オブジェクト（.so）をArkTSが直接インポート可能な構造を採用する。

ネイティブ実装詳細

モジュール登録

static napi_module mathModule = {
    nm_version = 1,
    nm_register_func = Initialize,
    nm_modname = "math_ops"
};

extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterMathModule() {
    napi_module_register(&mathModule);
}

メソッド公開

static napi_value Initialize(napi_env env, napi_value exports) {
    napi_property_descriptor methods[] = {
        { "computeHypotenuse", nullptr, CalculateHypotenuse, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr }
    };
    napi_define_properties(env, exports, sizeof(methods)/sizeof(methods[0]), methods);
    return exports;
}

数学演算実装

#include <cmath>

static napi_value CalculateHypotenuse(napi_env env, napi_callback_info info) {
    constexpr int ARG_COUNT = 2;
    napi_value args[ARG_COUNT];
    size_t arg_count = ARG_COUNT;
    
    napi_get_cb_info(env, info, &arg_count, args, nullptr, nullptr);
    
    double val1, val2;
    napi_get_value_double(env, args[0], &val1);
    napi_get_value_double(env, args[1], &val2);
    
    double hypotenuse = std::hypot(val1, val2);
    
    napi_value result;
    napi_create_double(env, hypotenuse, &result);
    return result;
}

型定義

// index.d.ts
export const computeHypotenuse: (x: number, y: number) => number;

ビルド設定

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(MathOperations)

add_library(math_ops SHARED math_ops.cpp)

target_link_libraries(math_ops PUBLIC 
    hilog_ndk.z 
    libace_napi.z.so 
    libc++.a)

ArkTS連携

import mathOps from 'libmath_ops.so';

@Entry
@Component
struct MathCalculator {
  @State result: string = '0.00'

  build() {
    Column() {
      // UI components
      Button('計算実行')
        .onClick(() => {
          const hypotenuse = mathOps.computeHypotenuse(xValue, yValue);
          this.result = hypotenuse > 1e6 ? 
            hypotenuse.toExponential(4) : 
            hypotenuse.toFixed(4);
        })
    }
  }
}

UI設計

@Entry
@Component
struct MathCalculator {
  @State xInput: string = ''
  @State yInput: string = ''

  build() {
    Column() {
      TextInput({ text: this.xInput })
        .type(InputType.Number)
        .onChange(val => this.xInput = val)
      
      TextInput({ text: this.yInput })
        .type(InputType.Number)
        .onChange(val => this.yInput = val)
      
      Text(`結果: ${this.result}`)
      
      Button('計算実行')
    }
  }
}