C++17引入的模块为什么能加快编译速度？
https://www.zhihu.com/question/37330979/answer/73595024
作者：hearts zh
链接：https://www.zhihu.com/question/37330979/answer/71692790
来源：知乎
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首先要说明的是，模块（module）在不同编程语言的并不完全一样，只是名字相同而已。查查英英词典，module: unit, part, component, segment, element。大概就是整体的一小部分的意思。软件里面一般指可以重用的部分。不同语言对于这个东西显然有不同的理解/定义。不细表。
要回答你的问题，首先要理解为啥c++编译慢呢？这要从C说起。C一开始采用了拷贝-插入模型。#include关键字，就是把另外一个文件原封不动的拷贝到现在的文件。为啥这样设计，我也不敢乱说，但这样设计，带来了一些常用的用法，这些用法在10多年前C++世界，甚至在现在的嵌入式世界，都蛮流行的。比如说，
代码随便写的凑合着看，大概意思就酱。这种用法，只有拷贝-插入模式才有用。common里面的#define DEBUG影响了a.h，a.c和main.c。
当然也带来了一系列负面影响，例如如果a.h #include了common.h, b.h也#include了 common.h，如果a.h #include b.h的话呢，common.h就被拷贝插入了2次。不但影响编译速度，而且重复定义了common.h里面的东西。所以呢，对于c和c++来说，所有的.h里，都要写一些奇怪的东西防止被#include 2次。这大家都知道了，就不深入了。
以上为C。其实没有什么大问题。为什么到C++就变成问题了呢？这要从C/C++编译的另一面说起。从编译角度来讲，C/C++是每个.c, .cpp文件单独编译，最后放到一起链接。例如你有a.c和b.c，其实a.c和b.c是分别编译，最后放到一起连接成可执行文件或者库。
这其实是完全没问题的，因为分别编译好处是显而易见的，一旦b.c被更新了,a.c不需要重新编译一遍。加快了编译速度。
那你说有什么问题？问题就在c++中 .h 文件太长了！！特别是.h文件中还有模板！
对于C，.h文件无非就是函数声明之类的一些东西，但C++ .h文件是类，可以有类的成员定义，是模板，必须有模板的成员定义。
#include <iostream>根据某些实现，带来上万行的拷贝-插入，里面还全是模板。
假设a.cpp里有iostream，b.cpp里有iostream，因为分别编译，带来2万行的拷贝-插入。你有10000个.cpp文件就是10000*10000行的拷贝-插入重复编译。当然第一次编译很慢，之后因为你一般不会更新所有.cpp，会快一点，但也相当慢。
你说，为什么不把iostream编译一次，存起来，存到cache，其他的文件直接用？原因也很简单，不行！
iostream里面的具体实现，取决于include他的文件的环境。例如iostream里面有一个#ifdef DEBUG，那么#include <iostream>时，是否#define DEBUG取决了iostream里的东西并不一样。根本没法cache。
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以上。那么module在C++中是什么？module的设计准则之一，就是module是独立的，不受import module的文件的环境影响。当然，module也不影响别人。于是编译好的module就可以被cache起来，具体编译器可以采用不同实现。可以cache到文件，内存，等等地方。
要回答你的问题，首先要理解为啥c++编译慢呢？这要从C说起。C一开始采用了拷贝-插入模型。#include关键字，就是把另外一个文件原封不动的拷贝到现在的文件。为啥这样设计，我也不敢乱说，但这样设计，带来了一些常用的用法，这些用法在10多年前C++世界，甚至在现在的嵌入式世界，都蛮流行的。比如说，
//common.h
#define DEBUG
//main.c
#include "common.h"
#include "a.h"
int main() {
#ifdef DEBUG
debug_buffer[0] = 1;
debug_print_buffer();
#endif
return 0;
}
//a.h
#include "common.h"
#ifdef DEBUG
extern int debug_buffer[10000000];
extern void debug_print_buffer();
#endif
//a.c
#include "a.h"
#ifdef DEBUG
int debug_buffer[10000000];
void debug_print_buffer() {}
#endif
代码随便写的凑合着看，大概意思就酱。这种用法，只有拷贝-插入模式才有用。common里面的#define DEBUG影响了a.h，a.c和main.c。
当然也带来了一系列负面影响，例如如果a.h #include了common.h, b.h也#include了 common.h，如果a.h #include b.h的话呢，common.h就被拷贝插入了2次。不但影响编译速度，而且重复定义了common.h里面的东西。所以呢，对于c和c++来说，所有的.h里，都要写一些奇怪的东西防止被#include 2次。这大家都知道了，就不深入了。
以上为C。其实没有什么大问题。为什么到C++就变成问题了呢？这要从C/C++编译的另一面说起。从编译角度来讲，C/C++是每个.c, .cpp文件单独编译，最后放到一起链接。例如你有a.c和b.c，其实a.c和b.c是分别编译，最后放到一起连接成可执行文件或者库。
这其实是完全没问题的，因为分别编译好处是显而易见的，一旦b.c被更新了,a.c不需要重新编译一遍。加快了编译速度。
那你说有什么问题？问题就在c++中 .h 文件太长了！！特别是.h文件中还有模板！
对于C，.h文件无非就是函数声明之类的一些东西，但C++ .h文件是类，可以有类的成员定义，是模板，必须有模板的成员定义。
#include <iostream>根据某些实现，带来上万行的拷贝-插入，里面还全是模板。
假设a.cpp里有iostream，b.cpp里有iostream，因为分别编译，带来2万行的拷贝-插入。你有10000个.cpp文件就是10000*10000行的拷贝-插入重复编译。当然第一次编译很慢，之后因为你一般不会更新所有.cpp，会快一点，但也相当慢。
你说，为什么不把iostream编译一次，存起来，存到cache，其他的文件直接用？原因也很简单，不行！
iostream里面的具体实现，取决于include他的文件的环境。例如iostream里面有一个#ifdef DEBUG，那么#include <iostream>时，是否#define DEBUG取决了iostream里的东西并不一样。根本没法cache。
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以上。那么module在C++中是什么？module的设计准则之一，就是module是独立的，不受import module的文件的环境影响。当然，module也不影响别人。于是编译好的module就可以被cache起来，具体编译器可以采用不同实现。可以cache到文件，内存，等等地方。
