C++:模板的分离编译问题

存在问题的代码

test.h

#include <iostream>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2);

test.cpp

#include "test.h"
using namespace std;
template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2)
{
    cout<<t1<<t2<<endl;
}

main.cpp

#include "test.h"

int main()
{
    string str("ljt");
    int i=5;
    func(str,5);
}

编译结果

[root@localhost cpptest]# g++ test.cpp test.h main.cpp -o test
/tmp/ccp1HXnh.o：在函数‘main’中：
main.cpp:(.text+0x5d)：对‘void func<std::string, int>(std::string, int)’未定义的引用
collect2: 错误：ld 返回 1

说明了在main.cpp中没有找到函数func的定义。

查看原因：
对test.cpp只进行编译不进行链接：

[root@localhost cpptest]# g++ -c test.cpp 
[root@localhost cpptest]# nm -C -n test.o 
                 U __cxa_atexit
                 U __dso_handle
                 U std::ios_base::Init::Init()
                 U std::ios_base::Init::~Init()
0000000000000000 t __static_initialization_and_destruction_0(int, int)
0000000000000000 b std::__ioinit
000000000000003d t _GLOBAL__sub_I_test.cpp

会发现符号表中不存在func函数，也就是编译出的二进制文件没有为func分配内存空间。
原因是：模板只有在使用的时候才进行实例化。

改正后代码

test.cpp

#include "test.h"
using namespace std;
template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2)
{
    cout<<t1<<t2<<endl;
}

void func1(string str,int num){
    func(str,num);    //实例化，分配空间
}

编译后

[root@localhost cpptest]# g++ -c test.cpp    //-c：只编译不链接

[root@localhost cpptest]# nm -C -n test.o
                 U __cxa_atexit
                 U __dso_handle
                 U __gxx_personality_v0
                 w __pthread_key_create
                 U _Unwind_Resume
                 U std::ostream::operator<<(int)
                 U std::ostream::operator<<(std::ostream& (*)(std::ostream&))
                 U std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >::basic_string(std::string const&)
                 U std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >::~basic_string()
                 U std::ios_base::Init::Init()
                 U std::ios_base::Init::~Init()
                 U std::cout
                 U std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&)
                 U std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&)
0000000000000000 W void func<std::string, int>(std::string, int)
0000000000000000 T func1(std::string, int)
0000000000000000 b std::__ioinit
0000000000000000 r __gthread_active_p()::__gthread_active_ptr
0000000000000063 t __static_initialization_and_destruction_0(int, int)
00000000000000a0 t _GLOBAL__sub_I__Z5func1Ssi

可以看到函数符号func1(std::string, int)、void func<std::string, int>(std::string, int)。

[root@localhost cpptest]# g++ test.cpp test.h main.cpp -o test
[root@localhost cpptest]# ls -rtl
总用量 32
-rw-r--r-- 1 root root    92 12月 21 10:41 test.h
-rw-r--r-- 1 root root   172 12月 21 13:00 test.cpp
-rw-r--r-- 1 root root    86 12月 21 13:00 main.cpp
-rw-r--r-- 1 root root  3912 12月 21 13:01 test.o
-rwxr-xr-x 1 root root 13952 12月 21 13:03 test
[root@localhost cpptest]# ./test 
ljt5

也可成功生成test。
采用此种方式，如果我们在外部调用一个func(str,"5");,依然会报错，因为未对func(string,string)进行实例化调用，没有生成对应的符号。

模板分离的解决办法

1、文件(.h/.cpp)分离，在cpp中对每种情况进行实例化调用

template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2)
{
    cout<<t1<<t2<<endl;
}

void func1(string str,int num){
    func(str,num);
}

void func1(string str1,string str2){
    func(str1,str2);
}

void func1(string str1,double dx){
    func(str1,dx);
}

//etc.

2、声明和定义都放到.h中（STL）
相当于在cpp中进行实例化，在.h中完成声明和定义，但是这个违背了分离编译的思想。
test.h

#include <iostream>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2);

template<class T1,class T2>
void func(T1 t1,T2 t2)
{
    cout<<t1<<t2<<endl;
}

参考：https://www.cnblogs.com/downe...