Implementing C++ Modules: Lessons Learned, Lessons Abandoned

《Implementing C++ Modules: Lessons Learned, Lessons Abandoned》总结 本文由Gabriel Dos Reis和Cameron DaCamara（微软）在CppCon 2021分享了C++模块设计与实现的经验教训，以下是核心内容的总结： 1. **C++模块的设计目标**： - **组件化**：实现独立开发的库或程序部分，明确代码边界与依赖关系。 - **隔离**：确保组件的自包含语义，尊重语义边界。 - **构建可扩展性**：提升“内环”体验，支持分布式/云构建，通过组件化和隔离实现。 - **现代开发工具**：基于语义的工具（如代码浏览、转换、补全）提升开发体验。 2. **实现经验与教训**： - **避免使用令牌流表示翻译单元**：初始版本的MSVC使用令牌流作为主要交换格式，后来改用抽象语法图（ASG），显著提升了语义正确性和性能。 - **避免使用具体语法树**：其复杂且易变（随WG21会议变化），仍需重复语义处理。 - **保持编译器框架灵活性**：头单元和模块切换多次迭代，建议超越标准的最低要求，例如强模块所有权。 3. **模块所有权**： - **支持大规模编程**：模块局部实体非干扰，界面来源证明。 - **强所有权优于弱所有权**：确保实体由唯一模块拥有，基于可达性而非重声明，支持工具链（从解析器到链接器）实施 ownership。 - MSVC实施“强所有权”模型，希望其他工具链提供更优模型。 4. **开发工具改进**： - 共享常见的构建模块接口（BMI），确保编译器对C++语义一致，实现跨平台智能感知。 - 编译器需协商BMI版本，依赖关系计算需编译器参与，参考Kitware提案（p1689r3.html）。 5. **迁移预处理头文件（PCHs）**： - **建议使用命名模块**：实践更好的代码卫生，性能提升，IFC格式存储分析，体积小于PCHs一个量级。 - **若项目受限在头文件或匆忙，尝试头单元**：获取部分命名模块的好处。 总结：C++模块通过组件化、隔离和语义感知工具提升了开发效率和代码质量。实现中建议避免传统方法，采用强模块所有权，迁移旧技术（如PCHs），以充分发挥C++模块的优势。