C++ 20 的模塊對老式頭文件的兼容性和提高

嘮叨

根據標準，模塊兼容老式頭文件（必須的）……

若是寫下 import <some_header.h>; 或者 import "some_header.h"; 這樣的 import 語句，那麼針對同一個頭文件來講，它們會做爲同一個隱式的獨立模塊來編譯，而且是原子的。

而，如今的預處理器中，#include <some_header.h> 或者 #include "some_header.h" 則是無視任何 C++ 語義，暴力把文件內容複製粘貼進源文件……（逃

#include 方式

// hello.cpp

#include "some_header.h"
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    
    cao_dan::fuck(numbers);
}

針對如上源文件，若是我修改了這裏面的任何內容，都會致使頭文件 <vector> 和 some_header.h 的內容被暴力 #include 進 hello.cpp 而後從新編譯一次。

若是頭文件的內容，是一堆模板元的話……這編譯速度，你懂的……（逃

import 方式

// hello.cpp

import "some_header.h";
import <vector>;

int main()
{
    std::vector<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    
    cao_dan::fuck(numbers);
}

這種方式，很好地兼容了老式頭文件。不一樣的是，它把同一個頭文件當成一個模塊單元來編譯，並生成 BMI（標準中叫 Binary Module Interface，即二進制模塊接口）文件，緩存起來。這樣在後續編譯中，若是沒改變頭文件 some_header.h 和 <vector> 的內容的話，構建系統就會直接加載這些 BMI，並連接，而不用從新編譯。（666

有宏控制的狀況

問題來了：若是老式頭文件中有宏控制怎麼bang？

// legacy.h

#pragma once

#ifdef SOME_OPTION_1
// ...
#elif defined(SOME_OPTION_2)
//...
#endif

針對以上頭文件，採用 import "legacy.h" 的方式沒法導入宏，也就沒法讓用戶設置生效。這種狀況，大佬們也考慮到了。推薦的作法是用包裝頭文件實現。

// legacy_some_option_1.h

#pragma once

#define SOME_OPTION_1

#include <legacy.h>

// legacy_some_option_2.h

#pragma once

#define SOME_OPTION_2

#include <legacy.h>

這樣 legacy_some_option_1.h 就是針對 SOME_OPTION_1 的設置， legacy_some_option_2.h 就是針對 SOME_OPTION_2 的設置。

使用以下：

// main.cpp

import "legacy_some_option_1.h";
// import "legacy_some_option_2.h";

// ...

廢話

針對這個 BMI 以及其派生出來的 C++ 生態系統技術報告，準備在 C++ 20 發佈以前擬定。主要包括一些亟待統一的地方：

• 模塊 ABI
• 基於模塊編譯的二進制庫的發佈和使用
• 針對入門者的友好的模塊化 Hello World
• 構建系統（如 CMake、MSBuild 等等）
• 編譯器實現（如 MSVC、Clang、GCC 等）
• 名稱查找規則（好比一個模塊 boost.asio 怎麼對應到具體的 BMI 文件或源文件，這個規則是什麼？）
• 模塊世界的包管理工具（急需！）

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