C++20 modules基础知识入门

以前一直有了解C++20的新特性，但是因为编译器对此支持的比较少，所以很少实践。

近期才知道MSVC已经全面支持了C++20的新特性，所以打算全部实践一下，最近在MSVC上跑通了modules，这里分享一下modules的使用方法（注意，以下Case仅适用于MSVC上，估计其它编译器的使用方式与此有些差异）。

那modules是什么？它有什么作用？

以前C++中想使用外部某个函数或变量需要使用#include来引用头文件，但include这种做法其实就是把文件的内容原封不动的复制过来，如果一个复杂的头文件被好多个源文件include，那整个项目的编译速度也会降低，而且很多时候也会把一些复杂的宏定义引入进来，造成宏污染等等。

而modules就是为了解决这种问题而引入的，它是一种组件思想，一个module编译一次后，它的结果会被保存在二进制文件中，一个module可以选择把什么内容暴露给外面使用，剩下的只有内部可见。其它想使用此module的模块直接使用即可，无需再次编译，可以重用。最主要的是，使用modules的项目，编译速度比include的方式快的多，记得之前看过一组测试数据（好像是哪个会议上C++之父贴出来的），modules项目的编译速度是include的25倍左右。

如果你的项目中已经使用了C++20，真的可以考虑把include方式转换为modules方式。

在MSVC中怎么使用modules？

我的编译器是VS2019，经我测试，想要VS中跑通modules需要一些前置条件，比如需要安装modules相关的环境包，可以在VS installer中安装：

其次在自己的项目中，需要把C++标准改为C++20或者C++latest：

还有一点，需要在VS中启用modules功能：

这三项都配置后，你应该就可以成功使用modules功能了。

看下我的测试用例：

Example.ixx可以理解为是头文件，它定义了可以对外暴露的接口，后缀名是.ixx，开头以export module name表示该module的名字是name。

前面加了export的修饰的函数或类表示可以对外暴露，外部可以使用。而module :private; 后面的表示内部的东西，只有内部可见和使用，外部不能使用，比如Example.ixx中的PrivateFunc，如果外部使用，编译时就会报错。

模块接口文件的后缀名一般是.ixx，实现接口的文件后缀名和原来的C++一样，还是.cpp。

看我的Example.cpp，第一行中的module Example，表示在module Example空间，自然而然可以访问到Example module中的内容，这里你也可以看的到，里面定义了ixx中声明的接口。

那import std.core; 是什么作用？

import表示导入xxx模块，import后就可以使用对应模块的功能，比如想要使用std::cout，那就需要import std.core。

那我们以前使用的那些标准库的函数，都对应什么module？

在MSVC中是这样：

std.regex提供头文件的内容

std.filesystem提供头文件的内容

std.memory提供头文件的内容

std.threading提供了头文件、、、、和的内容

除此之外的功能都由std.core提供。

要使用某些模块，直接添加import声明即可：

import std.filesystem;
import std.core;

再看下我的main函数所在的测试文件：

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类似。

介绍到这里，大家就可以在VS中写一个modules的Demo了。

审核编辑：刘清