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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2.9.3 导出C静态库

CGO不仅可以使用C静态库,也可以将Go实现的函数导出为C静态库。我们现在用Go实现前面的number库的模加法函数。

创建number.go,内容如下:

package main

import "C"

func main() {}

//export number_add_mod
func number_add_mod(a, b, mod C.int) C.int {
	return (a + b) % mod
}

根据CGO文档的要求,我们需要在main包中导出C函数。对于C静态库构建方式来说,会忽略main包中的main函数,只是简单导出C函数。采用以下命令构建:

$ go build -buildmode=c-archive -o number.a

在生成number.a静态库的同时,cgo还会生成一个number.h文件。

number.h文件的内容如下(为了便于显示,内容做了精简):

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

extern int number_add_mod(int p0, int p1, int p2);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

其中extern "C"部分的语法是为了同时适配C和C++两种语言。核心内容是声明了要导出的number_add_mod函数。

然后我们创建一个_test_main.c的C文件用于测试生成的C静态库(用下划线作为前缀名是让为了让go build构建C静态库时忽略这个文件):

#include "number.h"

#include <stdio.h>

int main() {
	int a = 10;
	int b = 5;
	int c = 12;

	int x = number_add_mod(a, b, c);
	printf("(%d+%d)%%%d = %d\n", a, b, c, x);

	return 0;
}

通过以下命令编译并运行:

$ gcc -o a.out _test_main.c number.a
$ ./a.out

使用CGO创建静态库的过程非常简单。