在新的Go语言中,如何调用 C++ 代码?换句话说,我如何包装我的 C++ 类并在 Go 中使用它们?
12 回答
更新:我已经成功地将一个小型测试 C++ 类与 Go 链接起来
如果您使用 C 接口包装您的 C++ 代码,您应该能够使用 cgo 调用您的库(参见 gmp 中的示例$GOROOT/misc/cgo/gmp
)。
我不确定 C++ 中的类的想法是否真的可以在 Go 中表达,因为它没有继承。
这是一个例子:
我有一个 C++ 类定义为:
// foo.hpp
class cxxFoo {
public:
int a;
cxxFoo(int _a):a(_a){};
~cxxFoo(){};
void Bar();
};
// foo.cpp
#include <iostream>
#include "foo.hpp"
void
cxxFoo::Bar(void){
std::cout<<this->a<<std::endl;
}
我想在 Go 中使用它。我将使用 C 接口
// foo.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
typedef void* Foo;
Foo FooInit(void);
void FooFree(Foo);
void FooBar(Foo);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
(我使用 avoid*
而不是 C 结构,因此编译器知道 Foo 的大小)
实现是:
//cfoo.cpp
#include "foo.hpp"
#include "foo.h"
Foo FooInit()
{
cxxFoo * ret = new cxxFoo(1);
return (void*)ret;
}
void FooFree(Foo f)
{
cxxFoo * foo = (cxxFoo*)f;
delete foo;
}
void FooBar(Foo f)
{
cxxFoo * foo = (cxxFoo*)f;
foo->Bar();
}
完成所有这些后,Go 文件是:
// foo.go
package foo
// #include "foo.h"
import "C"
import "unsafe"
type GoFoo struct {
foo C.Foo;
}
func New()(GoFoo){
var ret GoFoo;
ret.foo = C.FooInit();
return ret;
}
func (f GoFoo)Free(){
C.FooFree(unsafe.Pointer(f.foo));
}
func (f GoFoo)Bar(){
C.FooBar(unsafe.Pointer(f.foo));
}
我用来编译它的makefile是:
// makefile
TARG=foo
CGOFILES=foo.go
include $(GOROOT)/src/Make.$(GOARCH)
include $(GOROOT)/src/Make.pkg
foo.o:foo.cpp
g++ $(_CGO_CFLAGS_$(GOARCH)) -fPIC -O2 -o $@ -c $(CGO_CFLAGS) $<
cfoo.o:cfoo.cpp
g++ $(_CGO_CFLAGS_$(GOARCH)) -fPIC -O2 -o $@ -c $(CGO_CFLAGS) $<
CGO_LDFLAGS+=-lstdc++
$(elem)_foo.so: foo.cgo4.o foo.o cfoo.o
gcc $(_CGO_CFLAGS_$(GOARCH)) $(_CGO_LDFLAGS_$(GOOS)) -o $@ $^ $(CGO_LDFLAGS)
尝试使用以下方法对其进行测试:
// foo_test.go
package foo
import "testing"
func TestFoo(t *testing.T){
foo := New();
foo.Bar();
foo.Free();
}
您需要使用 make install 安装共享库,然后运行 make test。预期输出为:
gotest
rm -f _test/foo.a _gotest_.6
6g -o _gotest_.6 foo.cgo1.go foo.cgo2.go foo_test.go
rm -f _test/foo.a
gopack grc _test/foo.a _gotest_.6 foo.cgo3.6
1
PASS
似乎目前 SWIG 是最好的解决方案:
http://www.swig.org/Doc2.0/Go.html
它支持继承,甚至允许使用 Go struct 子类化 C++ 类,因此当在 C++ 代码中调用被覆盖的方法时,Go 代码会被触发。
Go FAQ 中关于 C++ 的部分已更新,现在提到 SWIG 并且不再说“因为 Go 是垃圾收集的,这样做是不明智的,至少天真地这样做是不明智的”。
你还不能从我在常见问题解答中读到的内容:
Go 程序是否与 C/C++ 程序链接?
有两个 Go 编译器实现,gc(6g 程序和朋友)和 gccgo。Gc 使用不同的调用约定和链接器,因此只能与使用相同约定的 C 程序链接。有这样的 C 编译器,但没有 C++ 编译器。Gccgo 是一个 GCC 前端,可以小心地与 GCC 编译的 C 或 C++ 程序链接。
cgo 程序为“外部函数接口”提供了机制,以允许从 Go 代码安全调用 C 库。SWIG 将此功能扩展到 C++ 库。
从 go1.2+ 开始,cgo 自动合并和编译 C++ 代码:
我根据Scott Wales 的回答创建了以下示例。我已经在 macOS High Sierra 10.13.3 running go
version中对其进行了测试go1.10 darwin/amd64
。
(1) 的代码library.hpp
,我们打算调用的 C++ API。
#pragma once
class Foo {
public:
Foo(int value);
~Foo();
int value() const;
private:
int m_value;
};
(2) 的代码library.cpp
,C++ 实现。
#include "library.hpp"
#include <iostream>
Foo::Foo(int value) : m_value(value) {
std::cout << "[c++] Foo::Foo(" << m_value << ")" << std::endl;
}
Foo::~Foo() { std::cout << "[c++] Foo::~Foo(" << m_value << ")" << std::endl; }
int Foo::value() const {
std::cout << "[c++] Foo::value() is " << m_value << std::endl;
return m_value;
}
(3)library-bridge.h
需要公开在其中C
实现的 APIC++
以便go
可以使用它的桥的代码。
#pragma once
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void* LIB_NewFoo(int value);
void LIB_DestroyFoo(void* foo);
int LIB_FooValue(void* foo);
#ifdef __cplusplus
} // extern "C"
#endif
(4) 代号library-bridge.cpp
,桥的实现。
#include <iostream>
#include "library-bridge.h"
#include "library.hpp"
void* LIB_NewFoo(int value) {
std::cout << "[c++ bridge] LIB_NewFoo(" << value << ")" << std::endl;
auto foo = new Foo(value);
std::cout << "[c++ bridge] LIB_NewFoo(" << value << ") will return pointer "
<< foo << std::endl;
return foo;
}
// Utility function local to the bridge's implementation
Foo* AsFoo(void* foo) { return reinterpret_cast<Foo*>(foo); }
void LIB_DestroyFoo(void* foo) {
std::cout << "[c++ bridge] LIB_DestroyFoo(" << foo << ")" << std::endl;
AsFoo(foo)->~Foo();
}
int LIB_FooValue(void* foo) {
std::cout << "[c++ bridge] LIB_FooValue(" << foo << ")" << std::endl;
return AsFoo(foo)->value();
}
(5) 最后,library.go
调用 C++ API 的 go 程序。
package main
// #cgo LDFLAGS: -L. -llibrary
// #include "library-bridge.h"
import "C"
import "unsafe"
import "fmt"
type Foo struct {
ptr unsafe.Pointer
}
func NewFoo(value int) Foo {
var foo Foo
foo.ptr = C.LIB_NewFoo(C.int(value))
return foo
}
func (foo Foo) Free() {
C.LIB_DestroyFoo(foo.ptr)
}
func (foo Foo) value() int {
return int(C.LIB_FooValue(foo.ptr))
}
func main() {
foo := NewFoo(42)
defer foo.Free() // The Go analog to C++'s RAII
fmt.Println("[go]", foo.value())
}
使用以下 Makefile
liblibrary.so: library.cpp library-bridge.cpp
clang++ -o liblibrary.so library.cpp library-bridge.cpp \
-std=c++17 -O3 -Wall -Wextra -fPIC -shared
我可以按如下方式运行示例程序:
$ make
clang++ -o liblibrary.so library.cpp library-bridge.cpp \
-std=c++17 -O3 -Wall -Wextra -fPIC -shared
$ go run library.go
[c++ bridge] LIB_NewFoo(42)
[c++] Foo::Foo(42)
[c++ bridge] LIB_NewFoo(42) will return pointer 0x42002e0
[c++ bridge] LIB_FooValue(0x42002e0)
[c++] Foo::value() is 42
[go] 42
[c++ bridge] LIB_DestroyFoo(0x42002e0)
[c++] Foo::~Foo(42)
重要的
程序中import "C"
的上述注释不是可选的。您必须完全按照所示放置它们,以便知道要加载哪个头文件和库,在这种情况下:go
cgo
// #cgo LDFLAGS: -L. -llibrary
// #include "library-bridge.h"
import "C"
看起来这是关于 Golang 的早期问题之一。同时回答永不更新。在这三到四年里,有太多的新图书馆和博客发布了。下面是我觉得有用的几个链接。
在使用 gcc Go 编译器 gccgo 时,有人谈论C 和 Go 之间的互操作性。然而,在使用 gccgo 时,Go 的互操作性和实现的功能集都存在限制(例如,有限的 goroutine,没有垃圾收集)。
这里的问题是兼容的实现不需要将您的类放在编译的 .cpp 文件中。如果编译器可以优化一个类的存在,只要程序在没有它的情况下表现相同,那么它可以从输出的可执行文件中省略。
C 有一个标准化的二进制接口。因此,您将能够知道您的函数已导出。但是 C++ 背后并没有这样的标准。
您可能需要添加-lc++
到LDFlags
for Golang/CGo 以识别对标准库的需求。
有趣的是,这个公告已经挖掘了多少更广泛的问题。Dan Lyke 在他的网站 Flutterby 上进行了一次非常有趣和深思熟虑的讨论,讨论了开发进程间标准作为引导新语言的一种方式(以及其他分支,但这是与此密切相关的分支)。
这可以使用命令 cgo 来实现。
本质上,如果“C”的导入紧跟在注释之前,则该注释称为前导码,在编译包的 C 部分时用作标题。例如:'
来源:https ://golang.org/cmd/cgo/
// #include <stdio.h>
// #include <errno.h>
import "C"