Go语言高级编程

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2. 第2章 CGO编程

引言

2.1 快速入门

2.1.1 最简CGO程序

2.1.2 基于C标准库函数输出字符串

2.1.3 使用自己的C函数

2.1.4 C代码的模块化

2.1.5 用Go重新实现C函数

2.1.6 面向C接口的Go编程

2.2 CGO基础

2.2.1 import "C"语句

2.2.2 #cgo语句

2.2.3 build tag 条件编译

2.3 类型转换

2.3.1 数值类型

2.3.2 Go 字符串和切片

2.3.3 结构体、联合、枚举类型

2.3.4 数组、字符串和切片

2.3.5 指针间的转换

2.3.6 数值和指针的转换

2.3.7 切片间的转换

2.4 函数调用

2.4.1 Go调用C函数

2.4.2 C函数的返回值

2.4.3 void函数的返回值

2.4.4 C调用Go导出函数

2.5 内部机制

2.5.1 CGO生成的中间文件

2.5.2 Go调用C函数

2.5.3 C调用Go函数

2.6 实战: 封装qsort

2.6.1 认识qsort函数

2.6.2 将qsort函数从Go包导出

2.6.3 改进:闭包函数作为比较函数

2.6.4 改进:消除用户对unsafe包的依赖

2.7 CGO内存模型

2.7.1 Go访问C内存

2.7.2 C临时访问传入的Go内存

2.7.3 C长期持有Go指针对象

2.7.4 导出C函数不能返回Go内存

2.8 C++ 类包装

2.8.1 C++ 类到 Go 语言对象

2.8.1.1 准备一个 C++ 类

2.8.1.2 用纯C函数接口封装 C++ 类

2.8.1.3 将纯C接口函数转为Go函数

2.8.1.4 包装为Go对象

2.8.2 Go 语言对象到 C++ 类

2.8.2.1 构造一个Go对象

2.8.2.2 导出C接口

2.8.2.3 封装C++对象

2.8.2.4 封装C++对象改进

2.8.3 彻底解放C++的this指针

2.9 静态库和动态库

2.9.1 使用C静态库

2.9.2 使用C动态库

2.9.3 导出C静态库

2.9.4 导出C动态库

2.9.5 导出非main包的函数

2.10 编译和链接参数

2.10.1 编译参数:CFLAGS/CPPFLAGS/CXXFLAGS

2.10.2 链接参数:LDFLAGS

2.10.3 pkg-config

2.10.4 go get 链

2.10.5 多个非main包中导出C函数

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1.1.2 你好, 世界

按照惯例,介绍所有编程语言的第一个程序都是“Hello, World!”。虽然本教假设读者已经了解了Go语言,但是我们还是不想打破这个惯例(因为这个传统正是从Go语言的前辈C语言传承而来的)。下面的代码展示的Go语言程序输出的是中文“你好, 世界!”。

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("你好, 世界!")
}

将以上代码保存到hello.go文件中。因为代码中有非ASCII的中文字符,我们需要将文件的编码显式指定为无BOM的UTF8编码格式(源文件采用UTF8编码是Go语言规范所要求的)。然后进入命令行并切换到hello.go文件所在的目录。目前我们可以将Go语言当作脚本语言,在命令行中直接输入go run hello.go来运行程序。如果一切正常的话。应该可以在命令行看到输出"你好, 世界!"的结果。

现在,让我们简单介绍一下程序。所有的Go程序,都是由最基本的函数和变量构成,函数和变量被组织到一个个单独的Go源文件中,这些源文件再按照作者的意图组织成合适的package,最终这些package再有机地组成一个完整的Go语言程序。其中,函数用于包含一系列的语句(指明要执行的操作序列),以及执行操作时存放数据的变量。我们这个程序中函数的名字是main。虽然Go语言中,函数的名字没有太多的限制,但是main包中的main函数默认是每一个可执行程序的入口。而package则用于包装和组织相关的函数、变量和常量。在使用一个package之前,我们需要使用import语句导入包。例如,我们这个程序中导入了fmt包(fmt是format单词的缩写,表示格式化相关的包),然后我们才可以使用fmt包中的Println函数。

而双引号包含的“你好, 世界!”则是Go语言的字符串面值常量。和C语言中的字符串不同,Go语言中的字符串内容是不可变更的。在以字符串作为参数传递给fmt.Println函数时,字符串的内容并没有被复制——传递的仅仅是字符串的地址和长度(字符串的结构在reflect.StringHeader中定义)。在Go语言中,函数参数都是以复制的方式(不支持以引用的方式)传递(比较特殊的是,Go语言闭包函数对外部变量是以引用的方式使用)。