接口和实现位于单独文件中的类模板

Question

我有一些模板类，它们分为头文件和实现文件：

// MyTemplate.h
template<class T>
class MyTemplate {
public:
    void Foo();
};

// MyTemplate.cpp
#include "MyTemplate.h"
template<class T>
void MyTemplate<T>::Foo() {
    // ...
}

要在另一个翻译单元中使用

MyTemplate

，我可以

#include

实现文件：

#include "MyTemplate.cpp"
template class MyTemplate<int>;

这样我就可以：

1. 将接口和实现保存在单独的文件中。
2. 不必在实现文件中维护所有模板实例化的列表。

我正在转换为 C++ 模块。当我不再使用

#include

时，有什么方法可以通过模块实现相同的效果吗？

Answer 1

在模块中，只需创建一个接口分区即可轻松完成此操作。这必须是一个 interface 分区，因为模板定义仍然是接口的一部分，因此它必须对导入它的人可见（就像常规 C++ 一样）。

按如下方式完成：

//Primary interface module
export module MyTemplates;

export import :TemplateDef;
//Other stuff for your module.

//Definition for your template.
export module MyTemplates:TemplateDef;

import :TemplateDecl;

template<class T>
export void MyTemplate<T>::Foo() {
    // ...
}

//Declaration for your template
export module MyTemplates:TemplateDecl;

template<class T>
export class MyTemplate {
public:
    void Foo();
};

话虽这么说，因为定义必须提供给每个人，所以将它们分成两个文件几乎没有什么好处。如果更改定义文件，则每个导入模块的人仍然需要重新编译。这就是模板的工作原理。

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请注意，代码的非模块化形式非常糟糕。将模板实现与接口分离是可以的；使用名为“.cpp”的文件来执行此操作是不是。标头是要包含在内的；这就是为什么我们称它们为“标题”。用户在看到扩展名为“.cpp”的文件时会做出的假设是，该文件不应该被包含在内。

只需使用“.h”扩展名即可。 “.hxx”也经常用于实现（应该包含在“.h”版本中）。

Answer 2

在不使用模块的情况下，我发现人们通常有两种方法：

1. 有两个“头”文件：

   file.h

   和

   file_impl.h

   。您可以在

   file_impl.h

   末尾添加

   file.h

   。这与在文件末尾的类声明之后的所有模板定义基本相同。这就是我现在所做的。
2. 有 1 个“标题”和 1 个“cpp”：

   file.h

   和

   file.cpp

   。然后，您在

   .cpp

   文件末尾进行一些显式实例化。

   .cpp

   必须被编译和链接。缺点是您必须先定义允许哪些模板实例化，并且不能（您不能？？？）使用其他类型。

我想建议第三种方法。我会在我的下一个项目中尝试它，因为我认为

meson

和

ninja

不适用于 C++ 模块。

使用声明创建

mylib.h

。使用模板定义创建一个

mylib_impl.h

。创建一个

mylib.cpp

... 并使其包含

mylib_impl.h

并为最常用的类型进行显式实例化。

请注意，

mylib_impl.h

将会

#include "mylib.h"

。但

mylib.h

末尾不会包含

mylib_impl.h

。

现在，大多数人都会包括

mylib.h

。如果该用户碰巧需要一些“非标准”类型，则用户必须包含

mylib_impl.h

或将此新实例添加到

mylib.cpp

。

可能需要教育用户很少使用

mylib_impl.h

。文档很重要，因为包含

mylib_impl.h

永远不会导致链接器错误，而

mylib.h

可能会导致链接器错误。

此外，还必须链接到

mylib.cpp

。

最后，如果我说了什么蠢话，我很抱歉。请耐心等待。 :-)