面试题：Rust调用C代码时如何处理数据类型转换

整数类型转换

在Rust中，整数类型有i8、i16、i32、i64、u8、u16、u32、u64等，在C语言中对应的有char、short、int、long 、unsigned char、unsigned short、unsigned int、unsigned long等。它们在内存布局和表示范围上基本是一致的，所以转换较为简单。

假设我们有一个C函数，接受一个int参数并返回其平方：

// c_code.c
int square(int num) {
    return num * num;
}

在Rust中调用这个函数，并进行整数类型转换：

extern "C" {
    fn square(num: i32) -> i32;
}

fn main() {
    let num: i32 = 5;
    let result: i32;
    unsafe {
        result = square(num);
    }
    println!("The square of {} is {}", num, result);
}

字符串类型转换

在C语言中，字符串通常以\0结尾的字符数组表示，即char *类型。而在Rust中，字符串有&str和String两种主要类型。

假设我们有一个C函数，接受一个C字符串并打印它：

// c_code.c
#include <stdio.h>
void print_c_string(const char *str) {
    printf("%s\n", str);
}

在Rust中调用这个函数，并进行字符串类型转换：

extern "C" {
    fn print_c_string(str: *const i8);
}

fn main() {
    let rust_string: &str = "Hello, C from Rust!";
    let c_string: *const i8 = rust_string.as_ptr();
    unsafe {
        print_c_string(c_string);
    }
}

如果要从C函数返回字符串给Rust，情况会更复杂一些。例如，C函数分配内存并返回一个字符串指针：

// c_code.c
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char* create_c_string() {
    char *str = (char*)malloc(16);
    strcpy(str, "Hello from C");
    return str;
}

在Rust中调用并处理返回的字符串：

use std::ffi::CStr;
use std::ptr;
use std::mem;
extern "C" {
    fn create_c_string() -> *mut i8;
    fn free(ptr: *mut libc::c_void);
}

fn main() {
    let c_str_ptr: *mut i8;
    unsafe {
        c_str_ptr = create_c_string();
        let c_str = CStr::from_ptr(c_str_ptr);
        let rust_str = c_str.to_str().unwrap();
        println!("{}", rust_str);
        free(c_str_ptr as *mut libc::c_void);
    }
}

这里要注意内存管理，在Rust中调用C函数分配的内存，使用完后需要调用C的free函数释放内存，否则会导致内存泄漏。

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面试题：Rust调用C代码时如何处理数据类型转换

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