C++20模块通过模块接口单元替代头文件,使用export module声明公共接口,如export int add(int a, int b);,实现单元负责具体实现且不导出内容,从而提升编译速度、减少命名空间污染、增强封装性,并消除include guards需求。

在C++20中,模块(Module)是一项重大新特性,旨在替代传统的头文件机制,提升编译效率和代码封装性。所谓“Module头文件单元”其实是一个误解——C++20的模块并不使用头文件来声明接口,而是通过模块接口单元(Module Interface Unit)来实现。
什么是模块接口单元?
模块接口单元是定义模块对外公开接口的源文件。它使用module关键字声明一个命名模块,并通过export关键字指定哪些类、函数或变量可以被其他模块或翻译单元导入使用。
例如:
module MathLib;export module MathFunctions {
export int add(int a, int b);
}
这个文件定义了一个名为MathFunctions的模块,导出了add函数。其他代码可以通过import MathFunctions;来使用它,而无需包含头文件。
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模块实现单元的作用
模块的实现细节可以放在模块实现单元中。这些文件不导出任何内容,仅负责实现接口中声明的函数。
例如:
module MathFunctions;int add(int a, int b) {
return a + b;
}
该文件实现了add函数,但它本身不使用export,因此不会暴露额外内容。这种分离使得接口与实现真正解耦。
与传统头文件的区别
C++20模块解决了传统头文件的几个痛点:
- 编译速度更快:模块只被编译一次,生成二进制表示,后续直接导入,避免重复解析头文件。
-
名称空间污染减少:只有显式
export的内容才可见,宏和静态变量默认不导出。 - 更好的封装性:实现细节可以完全隐藏,用户无法看到未导出的声明。
- 不再依赖include guards:模块天然避免多重包含问题。
基本上就这些。C++20的模块用接口单元替代了头文件的角色,通过export module定义公共接口,配合实现单元完成逻辑封装,是一种更现代、高效的组织方式。











