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目錄

一、什么是modules

二、vs版本要求

三、項目配置

四、標準庫模塊引入方式

五、兼容舊式寫法

六、導出類與變量

七、文件后綴

八、實現與主接口分開

九、模塊命名與分區

十、引入模塊

十一、模塊分區? ? ? ?

十一、模塊私有部分

十二、結語

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????????大家好，我是略游。今天講一講我在vs上操作C++20新標準模塊（modules）的經驗。此文章具有時效性，只代表當前實驗結果，也可作為一個基本寫法入門，將來的編譯器一定會完善得更好。

一、什么是modules

????????modules是C++20標準的源碼組織方式，以替代#include等傳統的源碼組織方式。與它相關的基本知識網上有很多文章，廢話不多說直接實際操作。

二、vs版本要求

????????官方文檔說16.10版本以上，更新最新版本即可。使用vs2022也可，不過需要注意的是需要安裝以下工具：

????????雖然在隨后的實驗中，我沒有成功使用上標準庫的模塊接口，但這個工具是否必須安裝，我暫時懶得測試了，在這里獲取工具：

三、項目配置

? ? ? ? 首先設置C++語言標準為/std:c++ latest，并且啟用標準庫模塊：

? ? ? ? ?在定義使用最新特性的命令行/await：

? ? ? ? ?在鏈接器中關閉使用增量鏈接，同時使用程序數據庫，這二者是配套的，如果不關閉增量鏈接，會與模塊編譯有沖突，后者不能正常識別修改。

四、標準庫模塊引入方式

? ? ? ? 按照微軟文檔的說法，如下即可導入標準庫模塊：

import std.core; import std.filesystem; //...

? ? ? ? ?但實際操作中很困難，會提示一些編譯選項沖突。除了/EHsc和/MD選項，還有一些其他的定義沖突，例如_DEBUG宏。

? ? ? ? 文檔鏈接如下：

Overview of modules in C++ | Microsoft Docs

五、兼容舊式寫法

? ? ? ? 要以#include包含舊式頭文件，可以如下寫：

module; #include "Head.h" export module Test;

? ? ? ? 這里包含了一個頭文件Head.h，然后導出了一個模塊叫Test。但是此處有一些局限性，Head.h不能是預編譯頭，預編譯頭是msvc的一種加快編譯速度的方式，但是這里是不能兼容的。

? ? ? ? 在Head.h里面我包含了一大串頭文件，這樣我們也能使用上標準庫。當前這樣的寫法，缺點是每次修改都需要重新編譯所包含的頭文件內容。預編譯頭可以解決這個問題，等完全使用上模塊后，也能解決這個問題。現在只是兼容的寫法。

//Head.h #pragma once #include <array> //!< 數組 #include <list> //!< 鏈表 //more...

? ? ? ? ?值得一提的是，我在包含windows頭文件時，遇到一些報錯無法解決，最后只好不直接包含windows頭文件了，暫時使用傳統方法隱藏起來。

? ? ? ? 語法很簡明，在“module;”和“export module Test;”之間就是舊式的包含頭文件方式。

六、導出類與變量

? ? ? ? 前面加export即可導出類與全局變量，如下：

module; #include "Head.h" export module Test;export class Test {//... };export Test g_test;

? ? ? ? ?這里就不用再像以往一樣，害怕變量重定義，不能直接放置到頭文件。在以前的寫法就是這樣的：

//--------------Test.h #include "Head.h"class Test {//... };extern Test g_test;//--------------Test.cpp Test g_test;

? ? ? ? 另外constexpr常量并不能直接導出，因為它是不變量，在編譯期就會替換為數值，并不會真實存在這個變量，只能通過命名空間間接導出。

//-----------failed export constexpr size_t DEFINE_NUM_GOODS_00 = 16 * 22;//-----------ok export namespace Define {constexpr size_t NUM_GOODS_00 = 16 * 22; }

七、文件后綴

? ? ? ? C++標準沒有規定文件的后綴名必須是什么，但是到目前為止，msvc必須使用.ixx后綴名，否則編譯器會報錯。

? ? ? ? 同時還應該設置文件項類型為C/C++編譯器?，如下圖所示：

? ? ? ? ?為了區分主接口文件，我們可以讓實現文件后綴為.cpp，但仍然注意屬性頁里的項類型也要是C/C++編譯器。

? ? ? ? 直接右鍵添加一個模塊文件，這樣也是正確的：

八、實現與主接口分開

? ? ? ? 我們可以直接在主接口文件實現Test::Init成員函數的定義，但也可以分開文件存放。例如以下文件Test.cpp，在兼容舊寫法的同時，還需表明自己是Test模塊的一部分。

module; #include "Head.h" module Test;void Test::Init() { }

? ? ? ? 在以前的寫法，將函數定義在頭文件的嚴重缺點就是，修改此函數就會導致整個文件被修改，然后所有包含此文件的源碼都需要重新編譯。而模板函數必須放在頭文件，不但編譯速度極慢，而且無法規避這個問題。而使用模塊后便可以改進這個缺點，同時我們還能保持文件分開以保證代碼的整潔性。

九、模塊命名與分區

? ? ? ? 在一些示例中我們可以看到用點來分隔名字，比如export module Test.A，但實際上Test.A就是一個模塊的名字，它是一個整體，并不代表Test模塊的A分區（點在這里沒有任何意義，只是為了好看）。正規的分區寫法如下：

//Test.A是一個獨立的模塊 export module Test.A;//A是Test的分區 export module Test:A;

? ? ? ? 另外微軟推薦文件名命名與模塊名相似，假設一個模塊叫Test.Point:Draw，那么它的文件名應該是Test.Point-Draw.ixx，實現文件可以叫Test.Point-Draw.cpp。即用-來代替:。

十、引入模塊

? ? ? ? 很簡單，如下寫即可：

import Test;

? ? ? ? 如果想要“轉發”模塊，在自己引入X的時候，同時引入自己的地方也會引入X，如下所示：

export module Test;export import Test.Image; export import Test.Sprite; export import Test.Tex; export import Test.Text; export import Test.UI;

? ? ? ? ?當另一個文件引入Test時，就不需要再引入Test.Image等了，只需import Test就會import Test.Image等。注意這里的.只是名字的一部分，而不是模塊分區，只是為了好看。

? ? ? ? 如果只是Test自己使用，去掉export則不會轉發：

export module Test;import Test.Image; import Test.Sprite; import Test.Tex; import Test.Text; import Test.UI;

十一、模塊分區? ? ? ?

????????前面用“.”來分隔名字只是一種權宜手段，它們本質上是單獨的模塊，其余文件不需要通過Test來導入Test.Image，可以直接導入Test.Image。而分區模塊如果主接口沒有導出，則其他文件是使用不了的。

? ? ? ? 假設有個Test:Struct分區，在Main.cpp想要導入。那么這么寫是無效的：

import Test:Struct; //error

? ? ? ? ?而用.的話，就可以：

import Test.Image; //ok

? ? ? ? ?所以用分區的區別在于此，并且從定義上來說Test:Image是真正屬于Test的。

????????要定義一個模塊分區，如下：

export module Test:Struct;export struct A {//... };

????????在上面的代碼，在Test:Struct分區導出了一個類A。在Test主接口文件，同樣可以選擇import或者export import。這決定了Test:Struct是否對外界可見。

//導出模塊Test export module Test;//導入Define import Define;//導入Test.Image并且使導入Test的自動導入Test.Image export import Test.Image;//導入Test.Ui供自己使用 import Test.UI;//導入分區，但是不導出，也可以前面加export導出 import :Struct;

? ? ? ? 注意import模塊分區時，則必須省略冒號前面的模塊名， 想必編譯器也是由此判斷的。因為不屬于Test的模塊會import Test:Struct，然而這是不允許的。而屬于Test的模塊，是知道自己在Test的，所以可以省略“:”前的Test。

十一、模塊私有部分

? ? ? ? 在聲明module :private之后的內容只對自己文件可見，當然這是對于實現文件和模塊分區來說的。因為一個類或變量是否導出，取決于前面是否有export關鍵字。

module :private;

十二、結語

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【C++20】vs2019使用modules的实际操作的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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