#опытным
Модули появились как одна из мажорных фич С++20, которая предоставляет чуть ли не другой подход к написанию С++ кода.
Модули - это новая фундаментальная единица организации кода, которая должна дополнить и в идеале(в мечтах комитета) заменить старую концепцию заголовочных файлов.
Если по простому, то модуль - это такой бинарный черный ящик, у которого четко определен интерфейс, который он экспортирует наружу.
Экспортируемые сущности явно помечаются в коде модуля. Затем модуль компилируется и из бинарного его представления можно дергать только эти экспортируемые сущности.
Короткий пример:
// math.cppm - файл модуля
export module math; // Объявление модуля
import <vector>; // Импорт, а не включение
// Макросы НЕ экспортируются!
#define PI 3.14159
// Явный экспорт - только то, что нужно
export double calculate_circle_area(double radius);
// Внутренние функции скрыты
void internal_helper();
и его использование:
// main.cpp - обычный С++ файл
import math; // Импорт интерфейса, не всего кода
// Используем экспортированную функцию
double area = calculate_circle_area(10);
// internal_helper(); // ERROR! функция скрыта
// double x = PI; // ERROR! макросы не экспортируются
Модули призваны решать следующие проблемы:
✅ Одни и те же заголовки могут сотни раз обрабатываться компилятором при компиляции программ из многих единиц трансляции. Модули же компилируются один раз, в них кэшируется информация, необходимая для нормальной компиляции cpp файлов и потом эта информация просто используется при компиляции. Никакой повторной работы!
Это значит, что время компиляции должно заметно уменьшиться.
✅ В хэдэрах зачастую нужно оставлять некоторые детали реализации, которые не нужны пользователю, но нужны для корректной компиляции. Модули же явно экспортируют только нужный интерфейс.
✅ Никакой макросятины! Ни один макрос не прошмыгнет внутрь клиентского кода из модуля, потому что он уже скомпилирован.
На словах - прекрасные плюсы будущего. Но на словах мы все Львы Толстые, а на деле...
А на деле это все до сих пор работает довольно костыльно. До 23, а скорее 24 года использовать модули было совсем никак нельзя. Сейчас все немного лучше, но реализации все еще пропитаны проблемами. А проекты не спешат переходить на модули. Но почему?
😡 Модули - довольно сложная штука в реализации. Не будем вдаваться в нюансы, но компилятор должен сильно измененить свое поведение и преобрести свойства системы сборки, чтобы нормально компилировать модули. А делать они этого не хотят. Плюс многие компиляторы опенсорсные и не так-то просто в опенсорсе реализовывать такие масштабные идеи. На винде с этим попроще, потому что во главе всего Microsoft и они завезли модули раньше всех.
😡 Бинарный формат модулей нестандартизирован. Каждый компилятор выдумывает свое представление, которое несовместимо между компиляторами или даже версиями одного компилятора.
😡 Из-за этого в том числе хромает тулинг. Дело в том, что модуль - это бинарный файл и программист просто так не может, например, посмотреть сигнатуру метода в каком-то файле. Это большая проблема, которую должны решить редакторы и анализаторы кода. Но отсутствие стандартизации формата мешает интеграции модулей в них.
😡 Очень много усилий нужно потратить на переработку архитектуры и кода существующих проектов, чтобы перевести их на модули.
😡 Ускорение компиляции может неоправдать затрат. В среднем ускорение составляет порядка 30%. И это просто не стоит усилий.
😡 Нужны новейшие версии систем сборки, компиляторов и других инструментов, чтобы заработали модули.
😡 Пока популярные библиотеки не начнут распространяться через модули, существующие проекты не будут иметь большое желание переезжать на модули, потому что получится частичное внедрение.
Тем не менее, если у вас есть самые актуальные инструменты, вы запускаете новый проект или решили в тестовом режиме обновлять уже существующий, то пользоваться модулями уже можно, хоть и осторожно и с ожиданием возможных проблем.
Use new features. Stay cool.
#cppcore #compiler #tools
