本文介绍如何在 Golang 中调用 C++ 函数。
起因
因工作需求，需要将一个工具由终端行的运行方式迁移到 web 上，核心代码由 c++ 动态库实现，另一部门的同事使用 Java 实现了一个版本，部门同事安排我做部署，由于服务器是离线的，且由专人管理，JDK 和 Tomcat 安装稍麻烦，个人操作自由度不够，——一是没有研究过 Java，二来部署麻烦。因此，决定使用 Golang 实现。预计展开的内容有：Golang 调用 C++ 动态库；Golang Web 服务及整合 html/css资源；(大)前端框架使用。
本文主要研究 C++ 动态库及函数的调用。
思路
Golang 只支持 C 语言的编译，对于 C++ 的编译，有2种方法： 1、不使用类，在 C++ 代码头文件添加extern "C" {，将函数声明为 C 格式。 2、如出现类的情况，再用另外的文件将其封装成 C 格式函数。
实现
C/C++代码
没有类的文件，但后缀名为cpp：
//bar.h文件：#ifndefBAR_H#defineBAR_H#ifdef__cplusplusextern"C"{#endifintbar();#ifdef__cplusplus}#endif#endif//bar.cpp文件：#include<stdio.h>#include"bar.h"intbar(){printf("C|hellbar\n");#ifdefMACRO_TESTprintf("C|macro...\n");#endifreturn0;}有类的文件：
//foo.hforclass#ifndefFOO_H#defineFOO_HclassCFoo{public:CFoo(intvalue):m_value(value){};~CFoo(){};voidBar();private:intm_value;};#endif//foo.cpp#include<stdio.h>#include<iostream>#include"foo.h"voidCFoo::Bar(void){printf("C++Class|%s():num:%d\n",__func__,m_value);//std::cout<<this->a<<std::endl;}封装代码：
//foo.h#ifndefOUT_H#defineOUT_H#ifdef__cplusplusextern"C"{#endiftypedefstructPoint{intx;inty;charinname[16];//传入buffchar*pinname;//传入指针charname[16];//传出buffchar*pname;//传出指针}Point;//普通类型赋值intFooSetValue(inta,unsignedintb,floatc,char*str);voidPrintString(char*str);//结构体intFooSetPointC(Pointpoint);//结构体指针intFooSetPoint(Point*point);//结构体指针，传入传出intFooSetPointA(Point*point,Point*point1);//调用内部的类intFooCall(intnum);#ifdef__cplusplus}#endif#endif//out.cpp#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include"out.h"#include"foo.h"intFooSetValue(inta,unsignedintb,floatc,char*str){printf("C++|basetype:%d%d%.4f%s\n",a,b,c,str);return0;}voidPrintString(char*str){printf("C++|string=%s\n",str);}intFooSetPointC(Pointpoint){printf("C++|thepointincforvalue:%d%d\n",point.x,point.y);return0;}intFooSetPoint(Point*point){printf("C++|thepointinc:%d%d\n",point->x,point->y);point->x=250;point->y=500;strcpy(point->name,"nameinc++");return24;}intFooSetPointA(Point*point,Point*point1){printf("C++|gotbuf:%s\n",point->inname);if(point->pinname!=NULL)printf("C++|pname:%s\n",point->pinname);point1->x=point->x+1;point1->y=point->y+1;strcpy(point1->name,"nameinc++");point1->pname=newchar[16];sprintf(point1->pname,"%s|nameinc++malloc",point->inname);//strcpy(point1->pname,"nameinc++malloc");printf("C++|ptr:%p\n",point1->pname);return0;}intFooCall(intnum){CFoo*ret=newCFoo(num);ret->Bar();return0;}使用 Makefile 将上面文件编译为 libfoo.so 动态库。
动态库调用
完整测试代码如下：
packagemain/*#cgoCFLAGS:-I.#cgoLDFLAGS:-L.-lfoo#include<stdlib.h>#include"out.h"*/import"C"import("fmt""unsafe")funcso_test(){fmt.Println("goc++sotest")//简单函数调用cstr:=C.CString("callCfunc")deferC.free(unsafe.Pointer(cstr))variC.inti=100C.FooSetValue(i,C.uint(250),C.float(3.14159),cstr)C.PrintString(cstr);//C形式结构体varmyPoint,myPoint1C.PointmyPoint.x=100;myPoint.y=200;myPoint.pinname=C.CString("Hello")//指针形式deferC.free(unsafe.Pointer(myPoint.pinname))//固定长度数组，麻烦点arr:=[16]C.char{}mystr:="Hell"fori:=0;i<len(mystr)&&i<15;i++{arr[i]=C.char(mystr[i])}myPoint.inname=arr//数组形式fmt.Println("Golang|orgstruct",myPoint,"single:",myPoint.x,myPoint.y,myPoint.pinname)//结构体传值C.FooSetPointC(myPoint)//结构体指针传入传出ret:=C.FooSetPointA(&myPoint,&myPoint1)//注：C++中使用字符串数组形式，转成stringvarcarr[]byte//carr=C.GoBytes(myPoint1.name,16)fori:=rangemyPoint1.name{ifmyPoint1.name[i]!=0{carr=append(carr,byte(myPoint1.name[i]))}}gostr:=string(carr)//转成go的stringfmt.Println("Golang|c++callret:",ret,myPoint1.x,gostr,myPoint1.name)//注：直接用指针形式转换，此处的指针值，与在C中申请的值，是一致的//注：如果指针没有分配内存，返回string为空，用unsafe.Pointer返回<nil>gostr=C.GoString(myPoint1.pname)deferC.free(unsafe.Pointer(myPoint1.pname))fmt.Println("Golang|outpointer:",gostr,unsafe.Pointer(myPoint1.pname))C.FooCall(250)C.FooCall(C.int(250))}funcmain(){so_test()}源码要点如下： 1、需设置编译参数 LDFLAGS，指定库位置和名称，本例中是当前目录的 libfoo.so。 2、需包含相应的头文件，stdlib.h 为 free 函数所在文件。 3、内嵌的 C 源码在包的前面，且import "C"后需空一行。 4、传递到 C 函数的内存，使用C.CString申请，C 申请的内存使用C.GoString获取，均需要手动释放。
结果分析
在运行前，需要设置动态库路径：
exportLD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$PWD
否则运行时无法找到动态库：
./test:errorwhileloadingsharedlibraries:libfoo.so:cannotopensharedobjectfile:Nosuchfileordirectory
运行结果如下：
goc++sotestC++|basetype:1002503.1416callCfuncC++|string=callCfuncGolang|orgstruct{100200[721011081083200000000000]0x25b2a30[0000000000000000]<nil>}single:1002000x25b2a30C++|thepointincforvalue:100200C++|gotbuf:HellC++|pname:HelloC++|ptr:0x25b2a50Golang|c++callret:0101nameinc++[11097109101321051103299434300000]Golang|outpointer:Hell|nameinc++malloc0x25b2a50C++Class|Bar():num:250C++Class|Bar():num:250从上述结果中可看出，C 中申请的内存，其指针与在 Go 中获取的指针是一样的，即 0x25b2a50。结构体中的 nil 是因为字段 pname 未赋值。
源码编译
前面的动态库代码，不能全部内嵌到 Go 代码中，因此选取其中的 bar.h/cpp，测试代码如下：
packagemain/*#cgoCFLAGS:-I.-DMACRO_TEST#include<stdlib.h>#include"bar.h"#include"bar.cpp"*/import"C"import("fmt")funccpp_test(){fmt.Println("goc++sotest")C.bar();}funcmain(){cpp_test()}源码要点： 1、可用 CFLAGS 指定头文件，添加宏定义等。 2、将所有的 C 源码包含到代码中。（存疑：似乎应该是头文件，在编译过程中自动找对应的实现文件，这里包含进来，相当于所有源码都在 Go 代码中）
结果分析
运行结果如下：
goc++sotestC|hellbarC|macro...
使用此方法，如果修改 C 代码，还需更新包含 C 代码的 go 文件，否则不会被编译。
总结
上面对2种形式的调用进行了实践，在功能和使用上各有千秋，对于简单的 C 语言代码（包含C++形式的简单函数），直接使用内嵌的形式会更高效。 本文使用的动态库例子，在运行前还需要设置运行路径，当然可以将动态库放到系统目录的，但笔者认为不是正道，下面将去掉动态库路径的依赖。