如何使用 C++ 模块：带有模板的私有片段？

Question

我正在尝试使用 C++20，以更好地了解它们在实践中的工作方式。我了解了module :private 片段，该片段可用于将接口与实现分开，同时将两者保存在同一个文件中。这似乎适用于标准函数，但不适用于模板函数。

我有以下文件：

// File "main.cpp"

#include <iostream>

import mymodule;

int main()
{
    std::cout << "greeting(): " << mymodule::greetings() << std::endl;
    int x = 1;
    int y = 2;
    std::cout << "add(x, y): " << mymodule::add(x, y) << std::endl;
}

// File "mymodule.ixx"

module;

#include <string>

// declare interface
export module mymodule;

export namespace mymodule {
    template<typename T>
    T add(T x, T y);

    std::string greetings();
}

// implement interface
module :private;

std::string mymodule::greetings() {
    return "hello";
}

template<typename T>
T mymodule::add(T x, T y) {
    return x + y;
}

并获得编译器警告和链接器错误（使用 Visual Studio 2022、MSVC）：

Rebuild started...
1>------ Rebuild All started: Project: PlayingWithModules, Configuration: Debug x64 ------
1>Scanning sources for module dependencies...
1>mymodule.ixx
1>Compiling...
1>mymodule.ixx
1>C:\Users\Sam\Development\Cpp\Sandbox\PlayingWithModules\mymodule.ixx(29,13): warning C5226: 'mymodule::add': exported template defined in private module fragment has no reachable instantiation
1>main.cpp
1>main.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "int __cdecl mymodule::add<int>(int,int)" (??$add@H@mymodule@@YAHHH@Z::<!mymodule>) referenced in function main
1>C:\Users\Sam\Development\Cpp\Sandbox\x64\Debug\PlayingWithModules.exe : fatal error LNK1120: 1 unresolved externals
1>Done building project "PlayingWithModules.vcxproj" -- FAILED.
========== Rebuild All: 0 succeeded, 1 failed, 0 skipped ==========

我的理解是mymodule::greetings()是可以的，但是mymodule::add(x, y)并不是因为编译器看不到函数调用mymodule::<int, int>(x, y)，导致没有生成函数<int, int>。

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如果我将模板函数作为接口的一部分实现：

module;

#include <string>

// declare interface
export module mymodule;

export namespace mymodule {
    template<typename T>
    T add(T x, T y) {
        return x + y;
    }

    std::string greetings();
}

// implement interface
module :private;

std::string mymodule::greetings() {
    return "hello";
}

然后一切都按预期编译和工作。

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是否可以将module :private 与函数模板一起使用，如果可以，如何使用？还是应该始终将模板函数作为接口的一部分来实现？我在网上找不到关于模块上下文中模板使用的详细信息，也找不到对我收到的编译器警告的引用。

Answer 1

模块不会改变 C++ 的性质，只会改变您访问不同组件的方式。

为了让翻译单元使用模板，该翻译单元必须有权访问该模板的定义，这是 C++ 本质的一部分。模块不会改变这一点。

私有模块片段具体包含不属于模块接口的部分内容。这就是它们的全部意义：能够将不属于接口的内容粘贴到模块文件中。

因此，私有模块片段只能包含您将放入传统 .cpp 文件的内容。事实上，这就是它们存在的原因：因此（对于短模块）您可以将所有常用的 .cpp 内容放在一个文件中，而不会影响模块生成的内容。