三方库移植之NAPI开发[2]C/C++与JS的数据类型转

通过NAPI框架进行C/C++与JS数据类型的转换

  • OpenHarmony NAPI将ECMAScript标准中定义的Boolean、Null、Undefined、Number、BigInt、String、Symbol和Object八种数据类型，以及函数对应的Function类型，统一封装成napi_value类型，下文中表述为JS类型，用于接收ArkUI应用传递过来的数据及返回数据给ArkUI应用。

ECMAScript是一种由Ecma国际（通过ECMA-262标准化的脚本程序设计语言。这种语言在万维网上应用广泛，它往往被称为JavaScript或JScript，所以它可以理解为是JavaScript的一个标准,但实际上后两者是ECMA-262标准的实现和扩展。

  • 下面通过扩展一个简单的接口——Add(num1, num2)讲述具体细节，接口使用同步方式实现，NAPI的同步方式调用的扩展API代码处理流程如下图。

.cpp源码实现

  • 在《三方库移植之NAPI开发[1]—Hello OpenHarmony NAPI 》一文的基础上修改hellonapi.cpp文件，其余文件不变。
  • hellonapi.cpp内容如下：
#include <string.h>
#include "napi/native_node_api.h"
#include "napi/native_api.h"//NAPI定义API方法(接口业务实现)时的接收参数为(napi_env, napi_callback_info)，
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {//获取2个参数，值的类型是js类型（napi_value）size_t requireArgc = 2;size_t argc = 2;napi_value args[2] = {nullptr};//NAPI提供了napi_get_cb_info()方法可从napi_callback_info中获取参数列表、this及其他数据NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));//获取并判断js参数类型napi_valuetype valuetype0;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[0], &valuetype0));napi_valuetype valuetype1;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[1], &valuetype1));if (valuetype0 != napi_number || valuetype1 != napi_number) {napi_throw_type_error(env, NULL, "Wrong arguments. 2 numbers are expected.");return NULL;}//将js类型（napi_value）的参数值转换成C++类型doubledouble value0;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[0], &value0));double value1;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[1], &value1));//将结果由C++类型（double）转换成js类型（napi_value）//NAPI提供了一些方法以便将C/C++不同类型的值转为node_value类型，返回给JS代码。napi_value sum;NAPI_CALL(env, napi_create_double(env, value0 + value1, &sum));//返回napi_value类型结果return sum;
}// napi_addon_register_func
//2.指定模块注册对外接口的处理函数，具体扩展的接口在该函数中声明
static napi_value registerFunc(napi_env env, napi_value exports)
{// 在napi_property_descriptor desc[]中将编写C的“Add方法与对外暴露Js的接口“add”方法进行关联static napi_property_descriptor desc[] = {{ "add", nullptr, Add, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr }};napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);return exports;   
}// 1.先定义napi_module，指定当前NAPI模块对应的模块名
//以及模块注册对外接口的处理函数，具体扩展的接口在该函数中声明
// nm_modname: 模块名称，对应eTS代码为import nm_modname from '@ohos.ohos_shared_library_name'
//示例对应eTS代码为：import hellonapi from '@ohos.hellonapi'
static napi_module hellonapiModule = {.nm_version = 1,.nm_flags = 0,.nm_filename = nullptr,.nm_register_func = registerFunc, // 模块对外接口注册函数.nm_modname = "hellonapi",  // 自定义模块名.nm_priv = ((void*)0),.reserved = { 0 },
};//3.模块定义好后，调用NAPI提供的模块注册函数napi_module_register(napi_module* mod)函数注册到系统中。
// register module，设备启动时自动调用此constructor函数，把模块定义的模块注册到系统中
extern "C" __attribute__((constructor)) void hellonapiModuleRegister()
{napi_module_register(&hellonapiModule);
}

.cpp源码解析

注册NAPI模块、添加接口声明

// napi_addon_register_func
//2.指定模块注册对外接口的处理函数，具体扩展的接口在该函数中声明
static napi_value registerFunc(napi_env env, napi_value exports)
{static napi_property_descriptor desc[] = {{ "add", nullptr, Add, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr }};napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);return exports;   
}// 1.先定义napi_module，指定当前NAPI模块对应的模块名
//以及模块注册对外接口的处理函数，具体扩展的接口在该函数中声明
// nm_modname: 模块名称，对应eTS代码为import nm_modname from '@ohos.ohos_shared_library_name'
//示例对应eTS代码为：import hellonapi from '@ohos.hellonapi'
static napi_module hellonapiModule = {.nm_version = 1,.nm_flags = 0,.nm_filename = nullptr,.nm_register_func = registerFunc, // 模块对外接口注册函数.nm_modname = "hellonapi",  // 自定义模块名.nm_priv = ((void*)0),.reserved = { 0 },
};//3.模块定义好后，调用NAPI提供的模块注册函数napi_module_register(napi_module* mod)函数注册到系统中。
// register module，设备启动时自动调用此constructor函数，把模块定义的模块注册到系统中
extern "C" __attribute__((constructor)) void hellonapiModuleRegister()
{napi_module_register(&hellonapiModule);
}

接口业务实现C/C++代码

//NAPI定义API方法(接口业务实现)时的接收参数为(napi_env, napi_callback_info)，
//其中napi_callback_info为上下文的信息
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {//获取2个参数，值的类型是js类型（napi_value）size_t requireArgc = 2;size_t argc = 2;napi_value args[2] = {nullptr};NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));//NAPI框架提供了napi_typeof方法用于获取指定js参数类型napi_valuetype valuetype0;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[0], &valuetype0));napi_valuetype valuetype1;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[1], &valuetype1));if (valuetype0 != napi_number || valuetype1 != napi_number) {napi_throw_type_error(env, NULL, "Wrong arguments. 2 numbers are expected.");return NULL;}//将js类型（napi_value）的参数值转换成C++类型doubledouble value0;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[0], &value0));double value1;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[1], &value1));//将结果由C++类型（double）转换成js类型（napi_value）napi_value sum;NAPI_CALL(env, napi_create_double(env, value0 + value1, &sum));//返回napi_value类型结果return sum;
}
获取参数
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {
......
}

  • NAPI定义API方法时的接收参数为(napi_env, napi_callback_info)

    • 其中napi_callback_info为上下文的信息。

  • NAPI提供了napi_get_cb_info()方法可从napi_callback_info中获取参数列表、this及其他数据。

napi_get_cb_info函数在ohos3.2beta3源码foundation/arkui/napi/native_engine/native_api.cpp中

// Methods to work with napi_callbacks
// Gets all callback info in a single call. (Ugly, but faster.)
NAPI_EXTERN napi_status napi_get_cb_info(napi_env env,              // [in] NAPI environment handlenapi_callback_info cbinfo, // [in] Opaque callback-info handlesize_t* argc,         // [in-out] Specifies the size of the provided argv array// and receives the actual count of args.napi_value* argv,     // [out] Array of valuesnapi_value* this_arg, // [out] Receives the JS 'this' arg for the callvoid** data)          // [out] Receives the data pointer for the callback.
{CHECK_ENV(env);CHECK_ARG(env, cbinfo);auto info = reinterpret_cast<NativeCallbackInfo*>(cbinfo);if ((argc != nullptr) && (argv != nullptr)) {size_t i = 0;for (i = 0; (i < *argc) && (i < info->argc); i++) {argv[i] = reinterpret_cast<napi_value>(info->argv[i]);}*argc = i;}if (argc != nullptr) {*argc = info->argc;}if (this_arg != nullptr) {*this_arg = reinterpret_cast<napi_value>(info->thisVar);}if (data != nullptr && info->functionInfo != nullptr) {*data = info->functionInfo->data;}return napi_clear_last_error(env);
}

napi_get_cb_info函数说明如下：

napi_status napi_get_cb_info(napi_env env,              napi_callback_info cbinfo, size_t* argc,                          napi_value* argv,     napi_value* this_arg, void** data)

  • 参数说明：

    • [in] env: 传入接口调用者的环境，包含js引擎等，由框架提供，默认情况下直接传入即可
    • [in] cbinfo: napi_callback_info对象，上下文的信息
    • [in-out] argc: argv数组的长度。若napi_callback_info中实际包含的参数的个数大于请求的数量argc，将只复制argc的值所指定数量的参数只argv中。若实际的参数个数小于请求的数量，将复制全部的参数，数组多余的空间用空值填充，并将参数实际长度写入argc。
    • [out] argv: 用于接收参数列表
    • [out] this_arg: 用于接收this对象
    • [out] data: NAPI的上下文数据 返回值：返回napi_ok表示转换成功，其他值失败。下面的返回napi_status方法一样。

  • 在Add方法中，调用napi_get_cb_info函数：

// env、info 参数由NAPI框架传入
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {
size_t requireArgc = 2;size_t argc = 2;napi_value args[2] = {nullptr};NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));napi_value sum;return sum;
}
JS类型值转换为C/C++类型的值
  • 此示例中传入的参数是Javascript值类型，被NAPI框架封装成统一的唯一类型——napi_value类型，为了能够进行计算，我们需要获取其对应在C/C++中的类型的值。
    • NAPI提供了包括以下方法以便获取不同类型的值（ohos3.2beta3源码foundation/arkui/napi/native_engine/native_api.cpp中）
      • napi_get_value_double
      • napi_get_value_int32
      • napi_get_value_uint32
      • napi_get_value_int64
      • napi_get_value_bool
      • napi_get_value_string_latin1（Copies LATIN-1 encoded bytes from a string into a buffer）
      • napi_get_value_string_utf8（Copies UTF-8 encoded bytes from a string into a buffer）
      • napi_get_value_string_utf16
      • napi_get_value_external
      • napi_get_value_bigint_int64
      • napi_get_value_bigint_uint64
      • napi_get_value_bigint_words
    • 此示例hellonapi.cpp中使用到了napi_get_value_double方法，函数定义如下：

NAPI_EXTERN napi_status napi_get_value_double(napi_env env, napi_value value, double* result)
{CHECK_ENV(env);CHECK_ARG(env, value);CHECK_ARG(env, result);auto nativeValue = reinterpret_cast<NativeValue*>(value);RETURN_STATUS_IF_FALSE(env, nativeValue->TypeOf() == NATIVE_NUMBER, napi_number_expected);*result = *reinterpret_cast<NativeNumber*>(nativeValue->GetInterface(NativeNumber::INTERFACE_ID));return napi_clear_last_error(env);
}

参数说明：

  • [in] env: 传入接口调用者的环境，包含js引擎等，由框架提供，默认情况下直接传入即可。
  • [in] value: 传入要转换的napi_value类型数据对象（可视为一个JS对象）。
  • [out] result: 转换出对应类型（double）结果。 返回值：返回napi_ok表示转换成功，其他值失败。

获取参数的C/C++类型的值前,需要先判断值的类型，本示例需要判断传入参数的JS值必须为number类型

  • NAPI框架提供了napi_typeof方法用于获取指定对象的类型，其函数定义如下：
// Methods to get the native napi_value from Primitive type
NAPI_EXTERN napi_status napi_typeof(napi_env env, napi_value value, napi_valuetype* result)
{CHECK_ENV(env);CHECK_ARG(env, value);CHECK_ARG(env, result);auto nativeValue = reinterpret_cast<NativeValue*>(value);*result = (napi_valuetype)nativeValue->TypeOf();return napi_clear_last_error(env);
}

参数说明：

  • [in] env: 传入接口调用者的环境，包含js引擎等，由框架提供，默认情况下直接传入即可。
  • [in] value: 传入要转换的napi_value类型数据对象（可视为一个JS对象）。
  • [out] result: 返回value参数对应的JS类型。
    • napi_valuetype对应了ECMAScript标准中定义的Boolean、Null、Undefined、Number、BigInt、String、Symbol和Object八种数据类型，以及函数对应的Function类型。
    • 另外，napi_valuetype还包括了一个napi_external类型，其表示没有任何属性也没有任何原型的对象。

综上所述参数类型判断及值转换，示例代码如下：

static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {// 1\. 获取2个参数，值的类型是js类型（napi_value）size_t requireArgc = 2;size_t argc = 2;napi_value args[2] = {nullptr};NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));// 2\. 获取并判断js参数类型napi_valuetype valuetype0;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[0], &valuetype0));napi_valuetype valuetype1;NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[1], &valuetype1));//输入的数据类型异常处理if (valuetype0 != napi_number || valuetype1 != napi_number) {napi_throw_type_error(env, NULL, "Wrong arguments. 2 numbers are expected.");return NULL;}// 3\. 将js类型（napi_value）的参数值转换成C++类型doubledouble value0;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[0], &value0));double value1;NAPI_CALL(env, napi_get_value_double(env, args[1], &value1));napi_value sum;return sum;
计算结果转换为JS类型并返回
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info) {
···// 4\. 将结果由C++类型（double）转换成js类型（napi_value）napi_value sum;NAPI_CALL(env, napi_create_double(env, value0 + value1, &sum));
··· 
}

  • 计算的结果是C/C++类型，需要转换成NAPI node_value类型返回给JS。

  • NAPI提供了一些方法以便将C/C++不同类型的值转为node_value类型，返回给JS代码。例如：

    • napi_create_double
    • napi_create_int32
    • napi_create_uint32
    • napi_create_int64
    • napi_create_string_latin1
    • napi_create_string_utf8
    • napi_create_string_utf16

  • 以napi_create_double方法为例，函数定义如下：

NAPI_EXTERN napi_status napi_create_int32(napi_env env, int32_t value, napi_value* result)
{CHECK_ENV(env);CHECK_ARG(env, result);auto engine = reinterpret_cast<NativeEngine*>(env);auto resultValue = engine->CreateNumber(value);*result = reinterpret_cast<napi_value>(resultValue);return napi_clear_last_error(env);
}

参数说明：
[in] env: 传入接口调用者的环境，包含js引擎等，由框架提供，默认情况下直接传入即可.
[in] value: 传入要转换的double类型数据值.
[out] result: 转换出结果

ArkUI应用实现代码

ArkUI应用实现目录结构

index.ets内容如下：

index.ets

import hellonapi from '@ohos.hellonapi'@Entry
@Component
export struct HelloNAPI {private textInputController1: TextInputController = new TextInputController()private textInputController2: TextInputController = new TextInputController()private tittle: string = 'C/C++与JS的数据类型转换'private message: string = '计算x+y'private tipsNum1: string = '请输入X：'private tipsNum2: string = '请输入Y：'private tipsResult: string = '结果：'private buttonSubmit: string = '计算'@State result: number = 0.0@State num1: number = 0.0@State num2: number = 0.0build() {Row() {Column() {Row(){Text(this.tittle).height('100%').align(Alignment.Center).fontSize(50).fontWeight(800)}.height('30%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)Row(){Text(this.message).height('100%').align(Alignment.Center).fontSize(35).fontWeight(500)}.height('15%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)Row(){Text(this.tipsNum1).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'X', controller:this.textInputController1}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num1 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Start)Row(){Text(this.tipsNum2).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'Y', controller:this.textInputController2}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num2 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').margin({top:20})Row(){Text(this.tipsResult).fontColor(Color.Black).fontSize(35).width('40%').height('100%').margin({left:30})Text(''+this.result).fontColor(Color.Black).fontSize(35).width('60%').height('100%')}.height('10%').width('100%').touchable(false)Row(){Button(this.buttonSubmit).fontSize(37).fontWeight(FontWeight.Bold).margin({top:5}).height(80).width(200).onClick(() => {//hellonapi为BUILD.gn文件中定义的ohos_shared_library结构体名称this.result = hellonapi.add(this.num1,this.num2)})}.height('30%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)}.width('100%')}.height('100%')}
}

效果图如下：

index.ets解析

  • 参数说明
字段类型说明
tittlestring标题
messagestring说明
tipsNum1number提示输入第一个参数
tipsNum2number提示输入第二个参数
tipsResultstring提示结果
buttonSubmitstring计算按钮名称
resultstring结果
num1number输入的第一个数
num2number输入的第二个数
  • 设置参数
import hellonapi from '@ohos.hellonapi'@Entry
@Component
export struct HelloNAPI {private textInputController1: TextInputController = new TextInputController()private textInputController2: TextInputController = new TextInputController()private tittle: string = 'C/C++与JS的数据类型转换'private message: string = '计算x+y'private tipsNum1: string = '请输入X：'private tipsNum2: string = '请输入Y：'private tipsResult: string = '结果：'private buttonSubmit: string = '计算'@State result: number = 0.0@State num1: number = 0.0@State num2: number = 0.0...build() {...}
}
  • 界面实现
import hellonapi from '@ohos.hellonapi'@Entry
@Component
export struct HelloNAPI {...build() {Row() {Column() {Row(){Text(this.tittle).height('100%').align(Alignment.Center).fontSize(50).fontWeight(800)}.height('30%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)Row(){Text(this.message).height('100%').align(Alignment.Center).fontSize(35).fontWeight(500)}.height('15%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)Row(){Text(this.tipsNum1).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'X', controller:this.textInputController1}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num1 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Start)Row(){Text(this.tipsNum2).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'Y', controller:this.textInputController2}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num2 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').margin({top:20})Row(){Text(this.tipsResult).fontColor(Color.Black).fontSize(35).width('40%').height('100%').margin({left:30})Text(''+this.result).fontColor(Color.Black).fontSize(35).width('60%').height('100%')}.height('10%').width('100%').touchable(false)Row(){Button(this.buttonSubmit).fontSize(37).fontWeight(FontWeight.Bold).margin({top:5}).height(80).width(200).onClick(() => {//hellonapi为BUILD.gn文件中定义的ohos_shared_library结构体名称this.result = hellonapi.add(this.num1,this.num2)})}.height('30%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Center)}.width('100%')}.height('100%')}
}
  • 绑定事件、关联参数
    两个TextInput组件分别绑定onChange事件，并分别关联num1，num2来记录输入的参数
        Row(){Text(this.tipsNum1).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'X', controller:this.textInputController1}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num1 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').justifyContent(FlexAlign.Start)Row(){Text(this.tipsNum2).fontColor(Color.Black).fontSize('65px').width('30%').height('100%').margin({left:30})TextInput({ placeholder: 'Y', controller:this.textInputController2}).type(InputType.Number).height('100%').width('60%').margin({left:10,right:30}).fontSize('25px').onChange(value =>{this.num2 = parseFloat(value)})}.height('6%').width('100%').margin({top:20})
  • Button组件添加点击事件，调用hellonapiu.cpp中的Add方法(调用js中的add,add和Add已经在napi.cpp中绑定)
Row(){Button(this.buttonSubmit).fontSize(37).fontWeight(FontWeight.Bold).margin({top:5}).height(80).width(200).onClick(() => {//hellonapi为BUILD.gn文件中定义的ohos_shared_library结构体名称this.result = hellonapi.add(this.num1,this.num2)})
  • 通过NAPI框架输入到C的Add函数的JS参数是num1和num2,输出的JS参数是result

@ohos.hellonapi.d.ts接口文档

declare namespace hellonapi {export const add: (a: number, b: number) => number;/*** ** @since 9* @syscap SystemCapability.Ability.AbilityRuntime.AbilityCore*/}
export default hellonapi;

总结

hellonapi.cpp

index.ets

为了帮助到大家能够更有效的学习OpenHarmony 开发的内容，下面特别准备了一些相关的参考学习资料：

OpenHarmony 开发环境搭建：https://qr18.cn/CgxrRy

《OpenHarmony源码解析》：https://qr18.cn/CgxrRy

  • 搭建开发环境
  • Windows 开发环境的搭建
  • Ubuntu 开发环境搭建
  • Linux 与 Windows 之间的文件共享
  • ……

系统架构分析：https://qr18.cn/CgxrRy

  • 构建子系统
  • 启动流程
  • 子系统
  • 分布式任务调度子系统
  • 分布式通信子系统
  • 驱动子系统
  • ……

OpenHarmony 设备开发学习手册：https://qr18.cn/CgxrRy

OpenHarmony面试题（内含参考答案）：https://qr18.cn/CgxrRy

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命令行中，Python 想使用本地环境，但总是显示为Anaconda的虚拟环境

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电脑环境 Python 本地环境&#xff08;Python3.9.5&#xff09;Anaconda 虚拟环境&#xff08;Python3.8.8&#xff09; 遇到的问题 在cmd 中&#xff0c;我想在本地环境使用 Python、pip &#xff0c;但它却是一直识别成Anaconda的虚拟环境。 解决方法 环境变量配置中&am…
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010.理解异步性

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异步消息传递是响应式系统的一个关键特性。但到底是什么异步性&#xff0c;为什么它对响应式应用程序如此重要?我们的人生注定在许多异步任务中。你可能没有意识到&#xff0c;但你的日常活动如果它们本质上不是异步的&#xff0c;那就太烦人了。要理解什么是异步&#xff0c;…
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VC++6.0 常用的文件对话框和目录选择对话框

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1&#xff0c;文件对话框 //1,弹出文件打开对话框CString strFileName "";char szFilter[] {"exe files(*.exe)|*.exe|All Files(*.*)|*.*|"};CFileDialog dlg(TRUE,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT,szFilter,NULL);if(dlg.DoModal() …
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