go语言的cgo简单教程

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go语言的cgo简单教程

目前Go语言有2套编译器：GC和gccgo。其中GC提供的cgo支持C语言，gccgo支持C/C++。 此外，SWIG从2.0.1之后也对go语言提供支持，可以支持C++的类和回调。Go官方提供cmd/go命令， 可以很好的支持cgo，swig支持目前还在完善之中。
本文将简要介绍基于cgo集成C/C++库，适用平台: Linux/Windows。
1. Hello, 世界
// hello.go package main
import "fmt"
func main() { fmt.Printf("Hello, 世界\n") }
由于go编译速度很快，并且cmd/go支持远程get第三方库，go可以方便的作为脚本语言使用。 运行上面的程序， 可以直接输入： go run hello.go。
2. 基于CGO的 Hello, 世界
package main
/* #include <stdio.h> */ import "C"
func main() { C.puts(C.CString("Hello, 世界\n")) }
其中 import "C" 前注释中可以导入C语言 函数/变量/宏 等到一个虚拟的 "C" 包中。 我们可以直接使用C.前缀访问C中的函数。
当前的例子中，使用C的puts函数输出"Hello, 世界"。之所以没有使用C语言经典的printf函数， 是因为printf的参数是可变的，而cgo不支持访问你可变参数的函数。
如果需要使用printf函数，需要再做一次包装。
3. 基于C语言printf的 Hello, 世界
package main
/* #include <stdio.h>
static void myPrint(const char* msg) { printf("myPrint: %s", msg); } */ import "C"
func main() { //C.puts(C.CString("Hello, 世界\n")) //C.printf(C.CString("Hello, 世界\n")) // error C.myPrint(C.CString("Hello, 世界\n")) }
我们通过myPrint来屏蔽printf的可变参数特性。在 import "C" 定义的函数一般建议定义为static。
4. CGO常用的函数
CGO内置了一些常用的函数：
// Go string to C string // The C string is allocated in the C heap using malloc. // It is the caller's responsibility to arrange for it to be // freed, such as by calling C.free. func C.CString(string) *C.char
// C string to Go string func C.GoString(*C.char) string
// C string, length to Go string func C.GoStringN(*C.char, C.int) string
// C pointer, length to Go []byte func C.GoBytes(unsafe.Pointer, C.int) []byte
我们前面的例子就是使用了 C.CString 将go的字符串转换为C语言的char*类型。 C.CString 返回的空间由C语言的malloc分配，使用完毕后需要用free释放。
5. 释放C.CString分配的空间
package main
/* #include <stdio.h> #include <stdlib.h> */ import "C" import "unsafe"
func main() { cStr := C.CString("Hello, 世界\n") defer C.free(unsafe.Pointer(cStr)) C.puts(C.CString("Hello, 世界\n")) }
C.CString返回的是C语言的char*类型，对应go语言的*C.char。 C语言的free参数是void*类型， 对应go语言的unsafe.Pointer。由于go语言禁止2种不同类型的隐式转换，因此用C.free时需要手工转换 类型，对应代码 unsafe.Pointer(cStr)。这样cStr的空间就不会出现内存泄露了。
另外，使用CGO时，一般都会导入"unsafe"包。"unsafe"中提供了一些类似C语言中的底层工具：
func Alignof(v ArbitraryType) uintptr func Offsetof(v ArbitraryType) uintptr func Sizeof(v ArbitraryType) uintptr type ArbitraryType type Pointer
6. 常见的C/go类型转换
使用CGO时，c和go之间的基本数据类型转换是经常遇到的一个问题。
整数/浮点数 转换:
// c -> go i_go = int(C.i_c) f32_fo = float32(C.float_c) f64_fo = float64(C.double_c)
// go -> c i_c = C.int(i_go) float_c = C.float(f32_go) double_c = C.double(f64_go)
字符串转换：
// c -> go str_go = C.GoString(C.str_c)
// go -> c str_c = C.CString(str_go)
指针转换： // c -> go p_int_go = (*int)(unsafe.Pointer(C.p_int)) // go -> c p_int_c = (*C.int)(unsafe.Pointer(&myIntSlice[0]))
比如要调用C语言的main函数(代码不能运行，只是为了说明字符串数组转换)：
func CallMain(args []string) int { argc := C.int(len(args)) argv := make([]*C.char, len(args)) for i := 0; i < len(args); i++ { argv[i] = C.CString(args[i]) } rv := C.main(argc, (**C.char)(unsafe.Pointer(&argv))) return int(rv) }
如果是回调函数，需要在C中作一层封装(相对比较麻烦)。
7. 连接选项
可以使用#cgo扩展预处理命令指定CFLAGS/LDFLAGS。
比如go-gdal库的连接参数为： /* #include "go_gdal.h"
#cgo linux  pkg-config: gdal #cgo darwin pkg-config: gdal #cgo windows LDFLAGS: -lgdal.dll */ import "C"
#cgo之后可以跟系统命令，指定参数对应生效的系统。对于Linux等系统，可以直接使用pkg-config。
8. 集成C++库
目前cgo不识别C++语法。如果需要使用C++库，可以将C++库的API封装为C语言形式，然后编译为动态库。 根据动态库生成对于的导出lib和一个只有C API说明的头文件，然后可以导入go环境使用。
注： CGO的内容比较杂，而且需要搭建完备的开发环境，现整理一点，以后慢慢补充。 目前，笔者尝试过2个C库的go帮定， 读者可以参考。网址是：
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