如何在 Clang 中使用 C++ 模块？

Question

模块是#includes 的替代品。 Clang has a complete implementation for C++。如果我现在想通过 Clang 使用模块，我该怎么做？

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使用

import std.io;

在 C++ 源文件中还不能工作（编译），因为模块规范（包括语法）不是最终的。

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Clang documentation 声明，当传递-fmodules 标志时，#includes 将被重写为相应的导入。但是，检查预处理器会提示其他情况（test.cpp 仅包含 #include <stdio.h> 和一个空的 main）：

$ clang++-3.5 -fmodules -E test.cpp -o test
$ grep " printf " test
extern int printf (const char *__restrict __format, ...);

此外，使用 -fmodules 与完全不使用标志编译此测试文件会产生相同的目标文件。

我做错了什么？

Answer 1

截至this commit，Clang 对Modules TS 提供了实验性支持。

让我们使用与VS blog post 中关于实验模块支持的相同示例文件（稍作改动）。

首先，定义模块接口文件。默认情况下，Clang 将带有 cppm 扩展名（以及其他一些）的文件识别为 C++ 模块接口文件。

// file: foo.cppm
export module M;

export int f(int x)
{
    return 2 + x;
}
export double g(double y, int z)
{
    return y * z;
} 

请注意，模块接口声明必须是 export module M; 而不仅仅是 VS 博文中的 module M;。

然后按如下方式消费模块：

// file: bar.cpp
import M;

int main()
{
    f(5);
    g(0.0, 1);
    return 0;
}

现在，用

预编译模块foo.cppm

clang++ -fmodules-ts --precompile foo.cppm -o M.pcm

或者，如果模块接口扩展不是cppm（比如说ixx，就像VS一样），你可以使用：

clang++ -fmodules-ts --precompile -x c++-module foo.ixx -o M.pcm

然后构建程序

clang++ -fmodules-ts -c M.pcm -o M.o
clang++ -fmodules-ts -fprebuilt-module-path=. M.o bar.cpp

或者，如果 pcm 文件名与模块名不同，则必须使用：

clang++ -fmodules-ts -fmodule-file=M.pcm bar.cpp

我已经使用r303050 build（2017 年 5 月 15 日）在 Windows 上测试了这些命令。

注意：使用-fprebuilt-module-path=. 选项时，我收到警告：

clang++.exe：警告：编译期间未使用的参数：'-fprebuilt-module-path=.' [-Wunused-command-line-argument]

这似乎是不正确的，因为没有该选项，模块M 找不到。

Answer 2

就像你提到的，clang 还没有用于导入的 C++ 语法， 所以我怀疑#include 指令在预处理文件时会字面上被重写为导入，因此这可能不是测试模块是否按预期工作的最佳方法。

但是，如果您明确设置 -fmodules-cache-path=<path>，您可以观察到在构建期间使用预编译模块文件 (*.pcm) 填充它的 clang - 如果涉及任何模块。

如果您现在想使用启用模块的标准库，则需要使用 libc++（从 3.7.0 版开始，它似乎附带了一个 module.modulemap）——尽管根据我的经验，这并不完全有效刚刚。 （Visual Studio 2015 的 C++ 编译器也应该在 11 月的 Update 1 中获得某种形式的模块支持）

独立于标准库，您仍然可以在自己的代码中使用模块。 clang 文档包含Module Map Language 的详细描述。