C++20 modules入門

以前一直有了解C++20的新特性，但是因?yàn)榫幾g器對(duì)此支持的比較少，所以很少實(shí)踐。

近期我才知道MSVC已經(jīng)全面支持了C++20的新特性，所以打算全部實(shí)踐一下，最近在MSVC上跑通了modules，這里分享一下modules的使用方法（注意，以下Case僅適用于MSVC上，估計(jì)其它編譯器的使用方式與此有些差異）。

那modules是什么？它有什么作用？

以前C++中想使用外部某個(gè)函數(shù)或變量需要使用#include來引用頭文件，但include這種做法其實(shí)就是把文件的內(nèi)容原封不動(dòng)的復(fù)制過來，如果一個(gè)復(fù)雜的頭文件被好多個(gè)源文件include，那整個(gè)項(xiàng)目的編譯速度也會(huì)降低，而且很多時(shí)候也會(huì)把一些復(fù)雜的宏定義引入進(jìn)來，造成宏污染等等。

而modules就是為了解決這種問題而引入的，它是一種組件思想，一個(gè)module編譯一次后，它的結(jié)果會(huì)被保存在二進(jìn)制文件中，一個(gè)module可以選擇把什么內(nèi)容暴露給外面使用，剩下的只有內(nèi)部可見。其它想使用此module的模塊直接使用即可，無需再次編譯，可以重用。最主要的是，使用modules的項(xiàng)目，編譯速度比include的方式快的多，記得之前看過一組測(cè)試數(shù)據(jù)（好像是哪個(gè)會(huì)議上C++之父貼出來的），modules項(xiàng)目的編譯速度是include的25倍左右。

如果你的項(xiàng)目中已經(jīng)使用了C++20，真的可以考慮把include方式轉(zhuǎn)換為modules方式。

在MSVC中怎么使用modules？

我的編譯器是VS2019，經(jīng)我測(cè)試，想要VS中跑通modules需要一些前置條件，比如需要安裝modules相關(guān)的環(huán)境包，可以在VS installer中安裝：

其次在自己的項(xiàng)目中，需要把C++標(biāo)準(zhǔn)改為C++20或者C++latest：

還有一點(diǎn)，需要在VS中啟用modules功能：

這三項(xiàng)都配置后，你應(yīng)該就可以成功使用modules功能了。

看下我的測(cè)試用例：

Example.ixx可以理解為是頭文件，它定義了可以對(duì)外暴露的接口，后綴名是.ixx，開頭以export module name表示該module的名字是name。

前面加了export的修飾的函數(shù)或類表示可以對(duì)外暴露，外部可以使用。而module :private; 后面的表示內(nèi)部的東西，只有內(nèi)部可見和使用，外部不能使用，比如Example.ixx中的PrivateFunc，如果外部使用，編譯時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

模塊接口文件的后綴名一般是.ixx，實(shí)現(xiàn)接口的文件后綴名和原來的C++一樣，還是.cpp。

看我的Example.cpp，第一行中的module Example，表示在module Example空間，自然而然可以訪問到Example module中的內(nèi)容，這里你也可以看的到，里面定義了ixx中聲明的接口。

那import std.core; 是什么作用？

import表示導(dǎo)入xxx模塊，import后就可以使用對(duì)應(yīng)模塊的功能，比如想要使用std::cout，那就需要import std.core。

那我們以前使用的那些標(biāo)準(zhǔn)庫的函數(shù)，都對(duì)應(yīng)什么module？

在MSVC中是這樣：

std.regex提供頭文件的內(nèi)容

std.filesystem提供頭文件的內(nèi)容

std.memory提供頭文件的內(nèi)容

std.threading提供了頭文件、、、、和的內(nèi)容

除此之外的功能都由std.core提供。

要使用某些模塊，直接添加import聲明即可：

import std.filesystem;
import std.core;

再看下我的main函數(shù)所在的測(cè)試文件：

想要使用Example module中export出的功能，直接import Example即可，剩下的使用方式和以前類似。

介紹到這里，大家就可以在VS中寫一個(gè)modules的Demo了。

動(dòng)手去吧，不要成為學(xué)習(xí)高手，要成為實(shí)戰(zhàn)高手。

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審核編輯：湯梓紅