摘要：xtd（发音为“extend”）是一个免费开源的现代C20框架，专为创建跨平台的控制台（CLI）、窗体（GUI类似于WinForms）以及单元测试（xUnit）应用程序和库而设计。它支持多种操作系统，包括Windows、macOS、Linux、iOS、Andr
xtd（发音为“extend”）是一个免费开源的现代C20框架，专为创建跨平台的控制台（CLI）、窗体（GUI类似于WinForms）以及单元测试（xUnit）应用程序和库而设计。它支持多种操作系统，包括Windows、macOS、Linux、iOS、Android、FreeBSD和Haiku，真正实现了“一次编写，到处运行”的理念。xtd框架在API设计上模仿了.NET框架，但采用了现代C的风格，完全集成std标准库，并使用高效的C++20特性以及RAII（Resource Acquisition Is Initialization）编程范式。
作为一名资深C开发者，我在使用xtd时发现，它填补了C在跨平台GUI开发领域的空白。传统C开发者常常依赖Qt、wxWidgets或平台特定API（如Win32、Cocoa、GTK），这些工具虽然强大，但往往学习曲线陡峭或平台依赖性强。xtd则提供了一个统一的API，让开发者可以用熟悉的C语法快速构建应用程序，而无需担心底层平台差异。xtd的源代码托管在GitHub上（https://github.com/gammasoft71/xtd），并提供丰富的文档和示例，适合从初学者到高级开发者的各种需求。
xtd的核心理念是扩展C++的标准库（std），提供本土化的类库来处理系统功能、图形绘制、用户界面和测试。它的版本目前为0.2.0，正在积极开发中，未来计划支持更多平台特定的后端。目前，xtd的图形和窗体模块主要依赖wxWidgets作为本地后端，这确保了跨平台的稳定性和性能，但框架设计允许未来切换到Win32、Cocoa或GTK4等本地实现，而不改变上层API。
在实际项目中，xtd特别适合那些需要快速原型开发或跨平台部署的场景。例如，在企业软件开发中，你可以用xtd构建一个统一的桌面应用，同时支持Windows和Linux用户；在移动开发中，它可以扩展到iOS和Android的GUI界面；在测试驱动开发（TDD）中，xtd.tunit模块简化了单元测试的编写。
xtd库的设计充满了现代C++的魅力，以下是其主要特点：
跨平台支持：xtd支持Windows、macOS、Linux、iOS、Android、FreeBSD和Haiku等平台。通过统一的API，开发者无需编写平台特定代码，就能实现相同的功能。这得益于其底层对wxWidgets的集成，以及未来的多后端支持。模仿.NET API：如果您熟悉C#或.NET的WinForms，xtd的API会让您感到亲切。它提供了类似的类和方法，但用C实现，例如Form类对应窗体，Button类对应按钮。这降低了从.NET迁移到C的门槛，同时保留了C++的性能优势。现代C++20集成：xtd充分利用C++20的新特性，如concepts、ranges和modules，确保代码高效、安全。RAII范式确保资源管理自动化，避免内存泄漏。开源和免费：采用MIT许可，开发者可以自由使用、修改和分发。GitHub仓库提供超过850个示例，覆盖从简单控制台到复杂GUI的应用。GUI支持纯本地模式或CSS样式：xtd.forms模块允许使用纯本地控件，或通过CSS自定义外观，提升UI灵活性。单元测试框架：xtd.tunit受Microsoft Visual Studio测试工具启发，提供丰富的断言方法，支持TDD。高效性能：作为本土C++库，xtd避免了脚本语言的开销，适合高性能应用如游戏或科学计算。文档和社区：官方文档（https://gammasoft71.github.io/xtd）详尽，包括参考指南、教程和API文档。社区活跃，示例丰富，如Minesweeper、Calculator等经典应用。这些特点使xtd成为C++开发者在跨平台开发中的首选工具，尤其在需要快速迭代和维护的项目中。
xtd库由多个模块组成，每个模块专注于特定领域。以下是详细分类：
xtd.core：这是xtd的基础模块，提供访问系统功能的现代C++20类、接口和值类型。它是构建应用程序、组件和控件的基石，包括字符串处理、控制台I/O、事件、集合、诊断、I/O、线程和网络等。子命名空间：xtd::collections（集合类）、xtd::diagnostics（调试和追踪）、xtd::io（文件和目录操作）、xtd::threading（线程管理）、xtd::net（网络功能）等。关键类：xtd::object（所有类的基类）、xtd::exception（异常基类）、xtd::console（控制台I/O）、xtd::basic_string（字符串）、xtd::event（事件处理）、xtd::array（数组）、xtd::collections::generic::list（泛型列表）、xtd::io::file（文件操作）、xtd::threading::thread（线程）。xtd.drawing：提供GDI+基本图形功能的类型，支持2D图形、矢量图形、图像处理、打印和排版服务。子模块：xtd::drawing::drawing_2d（高级2D图形）、xtd::drawing::imaging（图像效果）。关键类：xtd::drawing::bitmap（位图）、xtd::drawing::brush（画刷）、xtd::drawing::graphics（图形绘制）、xtd::drawing::font（字体）、xtd::drawing::image（图像基类）、xtd::drawing::pen（画笔）、xtd::drawing::solid_brush（纯色画刷）、xtd::drawing::drawing_2d::linear_gradient_brush（线性渐变画刷）、xtd::drawing::imaging::image_effector（图像效果应用）。xtd.forms：用于创建基于Windows的应用程序，提供丰富的用户界面功能，支持Microsoft Windows、Apple macOS和Linux。关键类：xtd::forms::form（窗体）、xtd::forms::button（按钮）、xtd::forms::check_box（复选框）、xtd::forms::text_box（文本框）、xtd::forms::label（标签）、xtd::forms::message_box（消息框）、xtd::forms::color_dialog（颜色对话框）、xtd::forms::open_file_dialog（打开文件对话框）。xtd.tunit：现代C++20的单元测试框架，受Microsoft.VisualStudio.TestTools.Cpp启发。关键类：xtd::tunit::assert（断言）、xtd::tunit::test_class（测试类）、xtd::tunit::unit_test（单元测试基类）、xtd::tunit::console_unit_test（控制台单元测试）。这些模块层次清晰，xtd.core作为基础，xtd.drawing和xtd.forms构建GUI，xtd.tunit用于测试。
xtd适用于多种应用场景：
控制台应用程序：适合命令行工具、脚本自动化或服务器应用。例如，数据处理脚本中使用xtd.core的控制台和文件I/O。GUI桌面应用：如计算器、记事本或游戏（Minesweeper、Game of Life）。xtd.forms提供WinForms-like体验，跨平台运行。单元测试：在软件开发中，使用xtd.tunit进行TDD，确保代码质量。适合库开发或大型项目。跨平台工具：企业软件、科学模拟或移动App原型。xtd的 portability 让它理想于需要多OS支持的场景。图形和图像处理：使用xtd.drawing构建绘图工具或图像编辑器。线程和网络应用：多线程服务器或网络客户端，使用xtd.core的threading和net。在实际中，我用xtd开发了一个跨平台文件浏览器，利用forms模块创建界面，core处理文件操作，tunit测试功能。
以下是各模块的详细代码示例，直接嵌入文章。每个示例包括解释、代码和输出描述。
xtd.core是基础，示例包括字符串、控制台、事件和线程。
示例1: 字符串操作
使用xtd::basic_string进行字符串处理。
#include using namespace xtd;int main {basic_string str = "Hello, xtd!";console::write_line(str);str.append(" Welcome to C++20.");console::write_line(str);auto upper = str.to_upper;console::write_line(upper);return 0;}解释：创建字符串，追加文本，转大写。输出：“Hello, xtd!”、“Hello, xtd! Welcome to C20."、"HELLO, XTD! WELCOME TO C20.”
示例2: 控制台I/O和颜色
使用xtd::console设置颜色和读取输入。
#include using namespace xtd;int main {console::background_color(console_color::dark_blue);console::foreground_color(console_color::white);console::write_line("Press any key to continue...");console_key_info key = console::read_key(true);console::reset_color;console::write_line("You pressed: {}", key.key_char);return 0;}解释：设置控制台颜色，读取按键。输出彩色提示，按键后显示按下的字符。
示例3: 事件处理
使用xtd::event定义事件。
#include using namespace xtd;class event_example {public:event my_event;void trigger {my_event(*this, event_args::empty);}};int main {event_example obj;obj.my_event += (object& sender, const event_args& e) {console::write_line("Event triggered!");};obj.trigger;return 0;}解释：定义事件，添加处理程序，触发。输出：“Event triggered!”
示例4: 线程管理
使用xtd::threading::thread创建线程。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::threading;void thread_func {for (int i = 0; i解释：创建线程，运行循环，等待完成。输出线程计数和结束消息。
示例5: 文件操作
使用xtd::io::file读写文件。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::io;int main {file::write_all_text("test.txt", "Hello, file!");auto content = file::read_all_text("test.txt");console::write_line(content);file::remove("test.txt");return 0;}解释：写入文件，读取内容，删除。输出：“Hello, file!”
xtd.drawing用于图形绘制，示例包括位图和渐变。
示例1: 基本图形绘制
使用xtd::drawing::graphics绘制线条。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::drawing;using namespace xtd::forms;class draw_form : public form {public:draw_form {client_size({300, 300});paint += [this](object& sender, paint_event_args& e) {pen p(colors::red, 2);e.graphics.draw_line(p, 10, 10, 200, 200);};}};int main {application::run(draw_form);return 0;}解释：在窗体上绘制红色线条。运行后显示一个窗体，带有对角线。
示例2: 图像处理
使用xtd::drawing::bitmap创建位图。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::drawing;int main {bitmap bmp(100, 100);graphics g = graphics::from_image(bmp);solid_brush brush(colors::blue);g.fill_rectangle(brush, 0, 0, 100, 100);bmp.save("blue.bmp");console::write_line("Image saved.");return 0;}解释：创建蓝色位图，保存文件。输出：“Image saved.” 并生成blue.bmp。
示例3: 渐变画刷
使用xtd::drawing::drawing_2d::linear_gradient_brush。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::drawing;using namespace xtd::drawing::drawing_2d;using namespace xtd::forms;class gradient_form : public form {public:gradient_form {client_size({200, 200});paint += [this](object& sender, paint_event_args& e) {linear_gradient_brush grad(point(0, 0), point(200, 200), colors::green, colors::yellow);e.graphics.fill_rectangle(grad, 0, 0, 200, 200);};}};int main {application::run(gradient_form);return 0;}解释：绘制线性渐变矩形。显示从绿色到黄色的渐变窗体。
示例4: 字体和文本
使用xtd::drawing::font绘制文本。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::drawing;using namespace xtd::forms;class text_form : public form {public:text_form {client_size({300, 100});paint += [this](object& sender, paint_event_args& e) {font f("Arial", 16);solid_brush brush(colors::black);e.graphics.draw_string("Hello, Drawing!", f, brush, 10, 10);};}};int main {application::run(text_form);return 0;}解释：在窗体上绘制文本。显示"Arial"字体文本。
xtd.forms用于GUI，示例包括窗体、按钮和对话框。
示例1: 简单窗体和按钮
创建窗体并添加按钮。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::forms;class main_form : public form {public:main_form {text("Hello World");client_size({200, 100});button1.location({10, 10});button1.text("Click Me");button1.parent(*this);button1.click += {message_box::show("Button clicked!");};}private:button button1;};int main {application::run(main_form);return 0;}解释：创建窗体，添加按钮，点击显示消息框。运行后显示窗体，点击按钮弹出消息。
示例2: 复选框和标签
使用check_box和label。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::forms;class check_form : public form {public:check_form {text("Check Box Example");client_size({300, 150});check1.location({10, 10});check1.text("Enable Feature");check1.parent(*this);label1.location({10, 50});label1.text("Status: Disabled");label1.parent(*this);check1.checked_changed += [this] {label1.text(check1.checked ? "Status: Enabled" : "Status: Disabled");};}private:check_box check1;label label1;};int main {application::run(check_form);return 0;}解释：复选框改变时更新标签。显示动态状态。
示例3: 文件对话框
使用open_file_dialog。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::forms;class file_form : public form {public:file_form {text("File Dialog");client_size({200, 100});button1.location({10, 10});button1.text("Open File");button1.parent(*this);button1.click += [this] {open_file_dialog dlg;dlg.filter("Text files (*.txt)|*.txt|All files (*.*)|*.*");if (dlg.show_dialog == dialog_result::ok) {message_box::show("Selected: " + dlg.file_name);}};}private:button button1;};int main {application::run(file_form);return 0;}解释：打开文件对话框，选择后显示路径。
示例4: 进度条
使用progress_bar。
#include using namespace xtd;using namespace xtd::forms;using namespace xtd::threading;class progress_form : public form {public:progress_form {text("Progress Bar");client_size({300, 100});prog.location({10, 10});prog.width(280);prog.parent(*this);button1.location({10, 50});button1.text("Start");button1.parent(*this);button1.click += [this] {thread t([this] {for (int i = 0; i解释：点击按钮模拟进度更新。
xtd.tunit用于测试，示例包括断言和测试类。
示例1: 基本断言
使用xtd::tunit::assert。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::tunit;class string_test {public:static void test_method_(test_equal) {assert::are_equal("Hello", "Hello");}static void test_method_(test_not_equal) {assert::are_not_equal(5, 10);}};int main(int argc, char* argv) {return console_unit_test(argc, argv).run;}解释：测试字符串相等和数字不相等。运行后显示测试通过。
示例2: 集合断言
使用xtd::tunit::collection_assert。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::tunit;using namespace xtd::collections::generic;class collection_test {public:static void test_method_(test_contains) {list nums = {1, 2, 3};collection_assert::contains(2, nums);}};int main(int argc, char* argv) {return console_unit_test(argc, argv).run;}解释：断言集合包含元素。
示例3: 文件断言
使用xtd::tunit::file_assert。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::tunit;using namespace xtd::io;class file_test {public:static void test_method_(test_exists) {file::write_all_text("test.txt", "content");file_assert::exists("test.txt");file::remove("test.txt");}};int main(int argc, char* argv) {return console_unit_test(argc, argv).run;}解释：创建文件，断言存在，删除。
示例4: 测试类初始化和清理
使用class_initialize_attribute。
#include #include using namespace xtd;using namespace xtd::tunit;class init_test {public:[class_initialize_(initialize)]static void initialize(test_class& tc) {console::write_line("Class initialized.");}[class_cleanup_(cleanup)]static void cleanup(test_class& tc) {console::write_line("Class cleaned up.");}static void test_method_(dummy_test) {assert::is_true(true);}};int main(int argc, char* argv) {return console_unit_test(argc, argv).run;}解释：类初始化和清理方法。输出初始化和清理消息。
这些示例展示了xtd的强大功能。通过这些模块，开发者可以高效构建跨平台应用。
来源：TechVerse
