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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1.2.2 C语言 - Dennis Ritchie, 1974 ~ 1989

C语言是由Dennis Ritchie在B语言的基础上改进而来,它增加了丰富的数据类型,并最终实现了用它重写UNIX的伟大目标。C语言可以说是现代IT行业最重要的软件基石,目前主流的操作系统几乎全部是由C语言开发的,许多基础系统软件也是C语言开发的。C系家族的编程语言占据统治地位达几十年之久,半个多世纪以来依然充满活力。

在Brian W. Kernighan于1974年左右编写的C语言入门教程中,出现了第一个C语言版本的“Hello World”程序。这给后来大部分编程语言教程都以“Hello World”为第一个程序提供了惯例。第一个C语言版本的“Hello World”程序如下:

main()
{
	printf("hello, world");
}

关于这个程序,有几点需要说明的:首先是main函数因为没有明确返回值类型,默认返回int类型;其次printf函数默认不需要导入函数声明即可以使用;最后main没有明确返回语句,但默认返回0值。在这个程序出现时,C语言还远未标准化,我们看到的是上古时代的C语言语法:函数不用写返回值,函数参数也可以忽略,使用printf时不需要包含头文件等。

这个例子同样出现在了1978年出版的《C程序设计语言》第一版中,作者正是Brian W. Kernighan 和 Dennis M. Ritchie(简称K&R)。书中的“Hello World”末尾增加了一个换行输出:

main()
{
	printf("hello, world\n");
}

这个例子在字符串末尾增加了一个换行,C语言的\n换行比B语言的'!*n'换行看起来要简洁了一些。

在K&R的教程面世10年之后的1988年,《C程序设计语言》第二版终于出版了。此时ANSI C语言的标准化草案已经初步完成,但正式版本的文档尚未发布。不过书中的“Hello World”程序根据新的规范增加了#include <stdio.h>头文件包含语句,用于包含printf函数的声明(新的C89标准中,仅仅是针对printf函数而言,依然可以不用声明函数而直接使用)。

#include <stdio.h>

main()
{
	printf("hello, world\n");
}

然后到了1989年,ANSI C语言第一个国际标准发布,一般被称为C89。C89是流行最广泛的一个C语言标准,目前依然被大量使用。《C程序设计语言》第二版的也再次印刷新版本,并针对新发布的C89规范建议,给main函数的参数增加了void输入参数说明,表示没有输入参数的意思。

#include <stdio.h>

main(void)
{
	printf("hello, world\n");
}

至此,C语言本身的进化基本完成。后面的C92/C99/C11都只是针对一些语言细节做了完善。因为各种历史因素,C89依然是使用最广泛的标准。