C++20 module

#module
C++20 引入了模块（Modules）特性，这是一种新的代码组织方式，旨在取代传统的头文件机制，以提高编译速度、代码可维护性和项目的可扩展性。模块化允许开发者显式地控制哪些代码可以被外部使用，避免了头文件中常见的宏污染、重复编译和复杂的依赖管理问题。

如何声明和使用模块

在 C++20 中，你可以使用以下方式声明和使用模块：

1. 声明模块：

   export module my_module; // 声明一个名为 my_module 的模块
   

2. 导出成员：

   export int myFunction() { return 42; } // 导出函数，使其在其他模块中可用
   

3. 使用模块：

   import my_module; // 导入模块
   int main() {
       myFunction();
   }
   

模块的文件结构

• 模块接口文件（通常使用 .cppm 扩展名）：包含模块的导出声明。
• 模块实现文件（通常使用 .cpp 扩展名）：包含模块的实现。

模块的编译和链接

编译模块时，通常需要先编译模块接口文件生成 .pcm 文件（模块缓存文件），然后再编译使用该模块的源文件。例如：

clang++ -std=c++20 -c module.cppm -o module.pcm
clang++ -std=c++20 -c main.cpp -o main.o
clang++ main.o module.pcm -o my_program

模块的高级特性

• 接口与实现分离：可以将模块的声明和实现分离到不同的文件中，以便于管理和维护。
• 子模块：支持子模块的概念，可以将大型模块拆分为更小的逻辑单元。
• 模块分区：可以将模块的实现代码拆分为多个分区，以提高编译效率。

注意事项

• 模块中的 import 声明不具有传递性，即如果一个模块导入了另一个模块，那么使用第一个模块的代码仍然需要显式导入第二个模块。
• 模块的命名允许使用点（.）来表示逻辑上的层次结构，但点本身没有特殊含义。

模块是 C++20 的一项重大特性，它为大型项目和库的组织提供了更现代和高效的解决方案。随着编译器对 C++20 支持的不断完善，模块化将成为 C++ 开发的重要趋势。