C++20 模塊“循環依賴”

Question

我試圖在另一個模塊中包含一個模塊，但由於以下錯誤我無法編譯：

“無法構建以下源文件，因為它們之間存在循環依賴關系：Module1.ixx 依賴於 Module2.ixx 依賴於 Module1.ixx。”

我想 modClass1_ 包含 modClass2_ class 和 modClass2_ 包含指向 static modClass1_ 的指針。

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我嘗試使用 C++17 Header 和源文件（.h 和.cpp）成功的代碼

// Class1.h
#pragma once
#include "Class2.h"
class modClass2_;
class modClass1_
{
public:
    modClass1_() {};
    ~modClass1_() {};
    int V = 2;
    int getV() { return V; };
    static modClass2_ mc2;
};
extern modClass1_ mc1;

// Class1.cpp
#include "Class1.h"
modClass1_ mc1;
modClass2_ modClass1_::mc2;

// Class2.h
#pragma once
#include "Class1.h"
class modClass2_
{
public:
    modClass2_() {};
    ~modClass2_() {};
    int V = 1;
    int getV() { return V; };
    int getClass1V();
};

// Class2.cpp
#include "Class2.h"
int modClass2_::getClass1V()
{
    return mc1.V;
}

// Main.cpp
#include "Class1.h"
#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << mc1.getV() << "\n"; // gets modClass1_ V directly
    std::cout << mc1.mc2.getClass1V() << "\n"; // gets modClass1_ V through modClass2_ through modClass1_
    std::cout << mc1.mc2.getV() << "\n"; // gets modClass2_ V through modClass1_
}

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我嘗試過但使用 C++20 模塊 (.ixx) 失敗的代碼

// Module1.ixx
export module Module1;
import Module2;
export class modClass1_
{
public:
    modClass1_() {};
    ~modClass1_() {};
    int getV() { return V; };
    modClass2_ mc2;
    int getModule2V() { return mc2.V; };
    int V = 1;
};
export modClass1_ mc1;

// Module2.ixx
export module Module2;
import Module1;
export class modClass2_
{
public:
    modClass2_() {};
    ~modClass2_() {};
    int getV() { return V; };
    int getModule1V() { return mc1.V; };
    int V = 2;
};

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任何幫助/建議將不勝感激。

環境：Visual Studio 2019 | MSVC-2019 | C++20 | Windows 10 臨

Answer 1

就像頭文件一樣，您可以將模塊接口文件與模塊實現文件分開。 例子：

模塊1.ix：

export module Module1;

import Module2;

export class modClass1_
{
public:
  modClass1_() {};
  ~modClass1_() {};
  int getV() { return V; };
  modClass2_ mc2;
  int getModule2V() { return mc2.V; };
  int V = 1;
};
export modClass1_ mc1;

模塊2.ix：

export module Module2;

export class modClass2_
{
public:
  modClass2_() {};
  ~modClass2_() {};
  int getV() { return V; };
  int getModule1V();
  int V = 2;
};

模塊2.cpp：

import Module1;
import Module2;

int modClass2_::getModule1V()
{
  return mc1.V;
}

主.cpp：

#include <iostream>

import Module1;
import Module2;

int main()
{
  // NB: mc1 is a symbol imported from Module1
  std::cout << "mc1.V: " << mc1.V << '\n';
  std::cout << "mc1.getModule2V: " << mc1.getModule2V() << '\n';

  modClass2_ mc2;
  std::cout << "mc2.V: " << mc2.V << '\n';
  std::cout << "mc2.getModule1V: " << mc2.getModule1V() << '\n';
}

請注意， modClass2_的接口不需要來自Module1任何內容，因此Module2.ixx沒有import Module1; . 實現所在的Module2.cpp確實如此。

在我的示例中，我盡可能少地從Module2.ixx到Module2.cpp實現文件中，但實際上您可能希望將更多內容移出接口。

Answer 2

我將一個樹數據結構拆分為兩個需要相互引用的模塊，並發布了如何使其工作的答案。 復制粘貼它，這是通過使用模板打破循環依賴的絕望解決方案：

// A_impl.cc

export module A_impl;

export template <typename B> class A_impl {
    public:
        void f(B& b) {}
};

// B.cc

export module B;

import A_impl;

export class B;

typedef A_impl<B> A;

export class B {
    public:
        void f(A& a) {}
};

// A.cc

export module A;

export import A_impl;
import B;

export typedef A_impl<B> A;

// main.cc

import A;
import B;

int main(void) {
    A a;
    B b;

    a.f(b);
    b.f(a);

    return 0;
}

目前，clang 不支持模塊分區，因此使用該工具鏈，這似乎是將 A 和 B 放置在模塊中時在不同文件中定義 A 和 B 的唯一方法（沒有#include ）。 使用 Visual Studio 模塊分區可能允許也可能不允許更清晰的結構。

Answer 3

經gcc測試，模塊分區可以解決使用前向聲明和內部模塊鏈接的問題。 注意：這不會將模塊設置為相互依賴，整個循環依賴項都定義在單個模塊中。

// A.cc

export module Cyclic:A;

export class B;
export class A {
public:
    char name() { return 'A'; }
    void f(B& b);
};

// B.cc

export module Cyclic:B;

export class A;
export class B {
public:
    char name() { return 'B'; }
    void f(A& a);
};

// A_impl.cc

module Cyclic:A_impl;

import Cyclic:A;
import Cyclic:B;

import <iostream>;

void A::f(B& b) {
  std::cout << name() << " calling " << b.name() << std::endl;
}

// B_impl.cc

module Cyclic:B_impl;

import Cyclic:B;
import Cyclic:A;

import <iostream>;

void B::f(A& a) {
  std::cout << name() << " calling " << a.name() << std::endl;
}

// Cyclic.cc

export module Cyclic;
export import :A;
export import :B;