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一、模塊接口文件
1.定義和擴(kuò)展名
模塊接口文件定義了模塊所提供功能的接口。這些文件通常具有 .cppm 擴(kuò)展名。模塊接口以聲明文件定義了某個(gè)名稱的模塊開始，這被稱為模塊聲明。模塊的名稱可以是任何有效的 C++ 標(biāo)識符。名稱可以包含點(diǎn)，但不能以點(diǎn)開頭或結(jié)尾，也不能連續(xù)包含多個(gè)點(diǎn)。有效名稱的示例包括 datamodel、mycompany.datamodel、mycompany.datamodel.core、datamodel_core 等。
注意：目前，還沒有為模塊接口文件標(biāo)準(zhǔn)化的擴(kuò)展名。然而，大多數(shù)編譯器支持 .cppm（C++ 模塊）擴(kuò)展名，這也是本書所使用的。請檢查你的編譯器文檔，了解應(yīng)使用哪種擴(kuò)展名。
2.導(dǎo)出與模塊接口
模塊需要明確聲明要導(dǎo)出什么，即客戶端代碼導(dǎo)入模塊時(shí)應(yīng)該可見的內(nèi)容。從模塊導(dǎo)出實(shí)體（例如，類、函數(shù)、常量、其他模塊等）是通過 export 關(guān)鍵字完成的。模塊中未導(dǎo)出的任何內(nèi)容只在模塊內(nèi)部可見。所有導(dǎo)出實(shí)體的集合稱為模塊接口。
以下是一個(gè)名為 Person.cppm 的模塊接口文件示例，定義了一個(gè) person 模塊并導(dǎo)出了一個(gè) Person 類。注意它導(dǎo)入了
export module person; // 模塊聲明
import ; // 導(dǎo)入聲明
export class Person // 導(dǎo)出聲明
{
public:
Person(std::string firstName, std::string lastName)
: m_firstName { std::move(firstName) }, m_lastName { std::move(lastName) } { }
const std::string& getFirstName() const { return m_firstName; }
const std::string& getLastName() const { return m_lastName; }
private:
std::string m_firstName;
std::string m_lastName;
}; 3.使用模塊
這個(gè) Person 類可以通過導(dǎo)入 person 模塊在以下代碼中使用（test.cpp）：
import person; // 導(dǎo)入 person 模塊聲明
import ;
import ; // 用于 std::string 的 operator<<
using namespace std;
int main() {
Person person { "Kole", "Webb" };
cout << person.getLastName() << ", " << person.getFirstName() << endl;
} 所有 C++ 頭文件，如
例如，如果你需要使用
module; // 開始全局模塊片段
#include // 包含傳統(tǒng)頭文件
export module person; // 命名模塊聲明
import ;
export class Person { /* ... */
}; 4.標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和導(dǎo)出聲明
在標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語中，從命名模塊聲明開始直到文件末尾的一切稱為模塊視野。幾乎任何東西都可以從模塊中導(dǎo)出，只要它有一個(gè)名稱。示例包括類定義、函數(shù)原型、類枚舉類型、使用聲明和指令、命名空間等。如果命名空間使用 export 關(guān)鍵字顯式導(dǎo)出，那么該命名空間內(nèi)的所有內(nèi)容也會(huì)自動(dòng)導(dǎo)出。例如，以下代碼片段導(dǎo)出了整個(gè) DataModel 命名空間；因此，無需顯式導(dǎo)出各個(gè)類和類型別名：
export module datamodel;
import ;
export namespace DataModel {
class Person { /* ... */ };
class Address { /* ... */ };
using Persons = std::vector;
} 你還可以使用導(dǎo)出塊導(dǎo)出一整塊聲明。以下是一個(gè)示例：
export {
namespace DataModel {
class Person { /* ... */ };
class Address { /* ... */ };
using Persons = std::vector;
}
} 二、模塊實(shí)現(xiàn)文件
1.分割接口與實(shí)現(xiàn)
一個(gè)模塊可以被分割為模塊接口文件和一個(gè)或多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)文件。模塊實(shí)現(xiàn)文件通常使用 .cpp 作為擴(kuò)展名。你可以自由決定將哪些實(shí)現(xiàn)移至模塊實(shí)現(xiàn)文件，以及保留哪些實(shí)現(xiàn)在模塊接口文件中。
一種選擇是將所有函數(shù)和方法的實(shí)現(xiàn)都移至模塊實(shí)現(xiàn)文件中，而只在模塊接口文件中保留函數(shù)原型、類定義等。另一種選擇是將小型函數(shù)和方法的實(shí)現(xiàn)保留在接口文件中，同時(shí)將其他函數(shù)和方法的實(shí)現(xiàn)移至實(shí)現(xiàn)文件。在這里，你有很大的靈活性。
模塊實(shí)現(xiàn)文件同樣包含一個(gè)命名模塊聲明，以指定實(shí)現(xiàn)是為哪個(gè)模塊服務(wù)的，但沒有 export 關(guān)鍵字。例如，之前的 person 模塊可以被分割為接口和實(shí)現(xiàn)文件，如下所示。這里是模塊接口文件：
export module person; // 模塊聲明
import ;
export class Person {
public:
Person(std::string firstName, std::string lastName);
const std::string& getFirstName() const;
const std::string& getLastName() const;
private:
std::string m_firstName;
std::string m_lastName;
}; 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在放在 Person.cpp 模塊實(shí)現(xiàn)文件中：
module person; // 模塊聲明，但沒有 export 關(guān)鍵字
using namespace std;
Person::Person(string firstName, string lastName)
: m_firstName { move(firstName) }, m_lastName { move(lastName) } { }
const string& Person::getFirstName() const { return m_firstName; }
const string& Person::getLastName() const { return m_lastName; }2.實(shí)現(xiàn)文件的特點(diǎn)
請注意，實(shí)現(xiàn)文件沒有為 person 模塊的導(dǎo)入聲明。module person 聲明隱含地包括了 import person 聲明。同樣值得注意的是，盡管在方法實(shí)現(xiàn)中使用了 std::string，實(shí)現(xiàn)文件也沒有對
相比之下，向 test.cpp 文件添加 import person 聲明并不會(huì)隱含地繼承
注意：模塊接口和模塊實(shí)現(xiàn)文件中的所有導(dǎo)入聲明都必須位于文件頂部，在命名模塊聲明之后，但在任何其他聲明之前。與模塊接口文件類似，如果在模塊實(shí)現(xiàn)文件中需要任何傳統(tǒng)頭文件的 #include 指令，你應(yīng)該將它們放在全局模塊片段中，其語法與模塊接口文件相同。
警告：模塊實(shí)現(xiàn)文件不能導(dǎo)出任何內(nèi)容；只有模塊接口文件可以。
三、從實(shí)現(xiàn)中分離接口
1.使用頭文件時(shí)的建議
當(dāng)使用頭文件（.h）而非模塊時(shí)，強(qiáng)烈建議只在頭文件中放置聲明，并將所有實(shí)現(xiàn)移至源文件（.cpp）。這樣做的一個(gè)原因是為了提高編譯時(shí)間。如果將實(shí)現(xiàn)放在頭文件中，任何更改，即使只是修改一個(gè)注釋，也需要重新編譯包含該頭文件的所有其他源文件。對于某些頭文件，這可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)代碼庫的全面重新編譯。通過將實(shí)現(xiàn)放在源文件中，不觸及頭文件的情況下對這些實(shí)現(xiàn)進(jìn)行修改，意味著只需要重新編譯那個(gè)單獨(dú)的源文件。
2.模塊的不同工作方式
模塊的工作方式不同。模塊接口僅包括類定義、函數(shù)原型等，但不包括任何函數(shù)或方法的實(shí)現(xiàn)，即使這些實(shí)現(xiàn)直接位于模塊接口文件中。因此，更改模塊接口文件內(nèi)的函數(shù)或方法實(shí)現(xiàn)，只要不觸及接口部分（例如，函數(shù)頭 = 函數(shù)名、參數(shù)列表和返回類型），就不需要重新編譯使用該模塊的用戶。
有兩個(gè)例外：使用 inline 關(guān)鍵字標(biāo)記的函數(shù)/方法，以及模板定義。對于這兩者，編譯器需要在編譯使用它們的客戶端代碼時(shí)了解它們的完整實(shí)現(xiàn)。因此，對 inline 函數(shù)/方法或模板定義的任何更改都可能觸發(fā)客戶端代碼的重新編譯。
注意：當(dāng)頭文件中的類定義包含方法實(shí)現(xiàn)時(shí)，這些方法即使沒有標(biāo)記 inline 關(guān)鍵字，也會(huì)被隱式地視為內(nèi)聯(lián)。但這對于模塊接口文件中類定義中的方法實(shí)現(xiàn)不成立。如果這些需要被內(nèi)聯(lián)，它們需要被顯式地標(biāo)記為此。
盡管從技術(shù)上講，不再需要將接口與實(shí)現(xiàn)分離，但在某些情況下，我仍然建議這樣做。主要目標(biāo)應(yīng)該是擁有清晰易讀的接口。只要函數(shù)的實(shí)現(xiàn)不會(huì)遮蔽接口，使用戶難以快速理解公共接口提供了什么，就可以保留在接口中。例如，如果一個(gè)模塊有一個(gè)較大的公共接口，最好不要用實(shí)現(xiàn)來遮蔽該接口，這樣用戶可以更好地了解所提供的內(nèi)容。然而，小的 getter 和 setter 函數(shù)可以保留在接口中，因?yàn)樗鼈儗涌诘目勺x性影響不大。
從實(shí)現(xiàn)中分離接口可以通過幾種方式完成。一種選擇是將模塊分為接口和實(shí)現(xiàn)文件，如前一節(jié)所討論的。另一種選擇是在單個(gè)模塊接口文件內(nèi)分離接口和實(shí)現(xiàn)。例如，以下是在單個(gè)模塊接口文件（person.cppm）中定義的 Person 類，但將實(shí)現(xiàn)與接口分離：
export module person;
import ;
// 類定義
export class Person {
public:
Person(std::string firstName, std::string lastName);
const std::string& getFirstName() const;
const std::string& getLastName() const;
private:
std::string m_firstName;
std::string m_lastName;
};
// 實(shí)現(xiàn)
Person::Person(std::string firstName, std::string lastName)
: m_firstName { std::move(firstName) }, m_lastName { std::move(last
Name) } { }
const std::string& Person::getFirstName() const { return m_firstName; }
const std::string& Person::getLastName() const { return m_lastName; } 四、可見性與可達(dá)性
1.引入模塊的影響
正如之前提到的，當(dāng)你在非 person 模塊的另一個(gè)源文件中導(dǎo)入 person 模塊（例如在 test.cpp 文件中），你并沒有隱含地繼承 person 模塊接口文件中的
import person;
int main() {
std::string str;
Person person { "Kole", "Webb" };
const std::string& lastName { person.getLastName() };
}然而，即使沒有向 test.cpp 添加
const auto& lastName { person.getLastName() };
auto length { lastName.length() };2.為什么這樣工作？
在 C++ 中，實(shí)體的可見性和可達(dá)性是不同的。通過導(dǎo)入 person 模塊，
要使 std::string 名稱在 test.cpp 中可見，需要顯式導(dǎo)入
cout << person.getLastName() << endl;分享文章：C++Module詳解：模塊化編程終極指南
網(wǎng)頁URL：http://m.5511xx.com/article/cdgcigi.html
