Go語言學習之cgo(golang與C語言相互調用)

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

生命不止，繼續 go go go !!!

幾乎所有的程式設計語言都有C語言的影子，當然golang也不例外。可以看到golang的創始者們與c language有著密切的聯絡。所有，golang和c語言的相互調用也是理所應當。

什麼場合會使用Go與C的互操作呢？
下面的地址給出這樣的答案：http://tonybai.com/2012/09/26/interoperability-between-go-and-c/
1、提升局部代碼效能時，用C替換一些Go代碼。C之於Go，好比彙編之於C。
2、嫌Go記憶體GC效能不足，自己手動管理應用記憶體。
3、實現一些庫的Go Wrapper。比如Oracle提供的C版本OCI，但Oracle並未提供Go版本的以及串連DB的協議細節，因此只能通過封裝C OCI版本的方式以提供Go開發人員使用。
4、Go匯出函數供C開發人員使用(目前這種需求應該很少見)。

Cgo

Cgo enables the creation of Go packages that call C code.

Cgo lets Go packages call C code. Given a Go source file written with some special features, cgo outputs Go and C files that can be combined into a single Go package.

這個不要誤解，cgo不是一個package，我們只需要import “C”就好了。

Package unsafe

順便介紹一下unsafe包。
Package unsafe contains operations that step around the type safety of Go programs.

Packages that import unsafe may be non-portable and are not protected by the Go 1 compatibility guidelines.

指標類型：

*類型：普通指標，用於傳遞對象地址，不能進行指標運算。

unsafe.Pointer：通用指標類型，用於轉換不同類型的指標，不能進行指標運算。

uintptr：用於指標運算，GC 不把 uintptr 當指標，uintptr 無法持有對象。uintptr 類型的目標會被回收。

unsafe.Pointer 可以和 普通指標 進行相互轉換。
unsafe.Pointer 可以和 uintptr 進行相互轉換。

也就是說 unsafe.Pointer 是橋樑，可以讓任意類型的指標實現相互轉換，也可以將任意類型的指標轉換為 uintptr 進行指標運算。

golang調用C語言

直接上代碼了：

package main// typedef int (*intFunc) ();//// int// bridge_int_func(intFunc f)// {//      return f();// }//// int fortytwo()// {//      return 42;// }import "C"import "fmt"func main() {    f := C.intFunc(C.fortytwo)    fmt.Println(int(C.bridge_int_func(f)))}

如果編譯遇到錯誤：
cc1.exe: sorry, unimplemented: 64-bit mode not compiled in
說明你使用的是64的golang，而你使用的32位的MinGW，所以需要下載64位的mingw並配置環境變數。

輸出：
42

來點有難度的：

package main// typedef int (*intFunc) ();//// int// bridge_int_func(intFunc f)// {//      return f();// }//// int fortytwo()// {//      return 42;// }import "C"import "fmt"func main() {    f := C.intFunc(C.fortytwo)    fmt.Println(int(C.bridge_int_func(f)))}

是不是有點蒙圈，這跟上面的代碼有什麼區別呢？但是當你編譯的時候：
could not determine kind of name for C.bridge_int_func
could not determine kind of name for C.fortytwo
could not determine kind of name for C.intFunc

切記，在注釋和import”C”之間不能有空行

golang中使用c語言中的資料類型

數實值型別
在Go中可以用如下方式訪問C原生的數實值型別：

C.char,
C.schar (signed char),
C.uchar (unsigned char),
C.short,
C.ushort (unsigned short),
C.int, C.uint (unsigned int),
C.long,
C.ulong (unsigned long),
C.longlong (long long),
C.ulonglong (unsigned long long),
C.float,
C.double

指標類型
原生數實值型別的指標類型可按Go文法在類型前面加上，比如var p *C.int。而void比較特殊，用Go中的unsafe.Pointer表示。任何類型的指標值都可以轉換為unsafe.Pointer類型，而unsafe.Pointer類型值也可以轉換為任意類型的指標值。unsafe.Pointer還可以與uintptr這個類型做相互轉換。由於unsafe.Pointer的指標類型無法做算術操作，轉換為uintptr後可進行算術操作。

* 字串類型*
C語言中並不存在正規的字串類型，在C中用帶結尾’\0’的字元數組來表示字串；而在Go中，string類型是原生類型，因此在兩種語言互操作是勢必要做字串類型的轉換。

通過C.CString函數，我們可以將Go的string類型轉換為C的”字串”類型，再傳給C函數使用。就如我們在本文開篇例子中使用的那樣：

s := “Hello Cgo\n”
cs := C.CString(s)
C.print(cs)

數群組類型
C語言中的數組與Go語言中的數組差異較大，後者是實值型別，而前者與C中的指標大部分場合都可以隨意轉換。目前似乎無法直接顯式的在兩者之間進行轉型，官方文檔也沒有說明。但我們可以通過編寫轉換函式，將C的數群組轉換為Go的Slice(由於Go中數組是實值型別，其大小是靜態，轉換為Slice更為通用一些)，下面是一個整型數群組轉換的例子：

package main// int cArray[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};import "C"import "fmt"import "unsafe"func CArrayToGoArray(cArray unsafe.Pointer, size int) (goArray []int) {    p := uintptr(cArray)    for i := 0; i < size; i++ {        j := *(*int)(unsafe.Pointer(p))        goArray = append(goArray, j)        p += unsafe.Sizeof(j)    }    return}func main() {    goArray := CArrayToGoArray(unsafe.Pointer(&C.cArray[0]), 7)    fmt.Println(goArray)}

在c中調用golang代碼

直接上代碼：

package main/*extern void myprint(int i);void dofoo(void) {    int i;    for (i=0;i<10;i++) {        myprint(i);    }}*/import "C"import "fmt"//export myprintfunc myprint(i C.int) {    fmt.Printf("i = %v\n", uint32(i))}func DoFoo() {    C.dofoo()}func main() {    DoFoo()}

很遺憾，出現了錯誤：
C:\Users\wangs\AppData\Local\Temp\go-build603641814\cgo_obj\main.cgo2.o: In function dofoo':
D:/go_workspace/src/cgo/main.go:6: multiple definition ofdofoo’
C:\Users\wangs\AppData\Local\Temp\go-build603641814\cgo_obj_cgo_export.o:D:/go_workspace/src/cgo/main.go:6: first defined here
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status

修改，拆分成兩個檔案：
main.go

package main/*extern void myprint(int i);void dofoo(void) {    int i;    for (i=0;i<10;i++) {        myprint(i);    }}*/import "C"func main() {    C.dofoo()}

foo.go:

package mainimport "C"import "fmt"//export myprintfunc myprint(i C.int) {    fmt.Printf("i = %v\n", uint32(i))}

參考連結：
http://tonybai.com/2012/09/26/interoperability-between-go-and-c/