如何从另一个 .cpp 文件中的一个 .cpp 文件调用函数？

Question

我尝试查找此内容并使用头文件等得到混合结果。

基本上，我有多个 .cpp 文件，其中包含我为使用二叉树、 BST 、链表等而制作的所有函数。

我不想复制和粘贴我需要的函数，我只想能够做一个：

 #include <myBSTFunctions.h>

并且能够调用和使用我自己的函数。

有哪些步骤来实现这一点？用我使用的所有函数原型制作一个头文件？

我应该将所有实际功能的 .cpp 和头文件放在哪里？

有没有办法直接调用函数文件的目录？

即，我更想将它与主要源 .cpp 文件放在同一个文件夹中，以便与我的一些同事共享。

我怎样才能做到这一点？

在 Windows 和 MinGW 编译器上。

原文由 Emrit 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

这篇文章是对现有答案的补充答案，这些答案没有解决一个非常常见的问题（尤其是在初学者中）：包括在单独的源文件中实现的模板的头文件。

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基本上，我有多个 .cpp 文件，其中包含我为使用二叉树、BST、链表等而制作的所有函数。

自从：

• 您已经用 c++ 标记了您的问题，并且
• C++ 有模板，并且
• 你有类似容器的数据结构（BST、链表等），我假设它们使用模板

我想指出其他答案中未提及的一个常见问题。考虑以下两个文件：

文件 class.hpp ：

 #pragma once // Non-standard but supported by almost (if not) all compilers

// Some class
template<class T> class Class {
    T data;
public:
    Class();
};

// Some function
template<class T> T square(const T& x);

文件 class.cpp ：

 #include "class.hpp"
#include <iostream>

template<class T> Class<T>::Class()
{
    std::cout << "Class()" << '\n';
}

template<class T> T square(const T& x)
{
    return x*x;
}

尝试实例化一个 Class 对象，或调用 square() ：

 #include "class.hpp"
#include <iostream>

int main()
{
    Class<int> clss; // should output Class()
    std::cout << square<int>(3); // should print 9
}

编译：

 g++ class.cpp main.cpp -o cpptest.exe

 ./gcc/bin/ld.exe: main.cpp(.text+0x15): undefined reference to 'Class<int>::Class()'
./gcc/bin/ld.exe: main.cpp(.text+0x28): undefined reference to 'int square<int>(int const&)'

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问题

1. 模板

想象一下你有这个功能：

 template<class T> T add(const T& x, const T& y)
{
    return x + y;
}

你这样称呼它：

 int res = add<int>(2, 3);

当编译器创建函数实现的副本时（即编译器看到对 add() 的调用时）：

 int add(const int& x, const int& y)
{
    return x + y;
}

然后你的电话将变成：

 int res = add(2, 3);

这显然意味着模板函数实现必须在找到调用时对编译器可见，因此编译器将能够对其进行复制。为了让编译器找到/看到它，它必须在同一个 翻译单元 中。

这就是模板魔法在幕后工作的方式。有关更多信息，请参阅 此答案。

2. 编译器和链接器

完成编译步骤：

1. 将所有 #include 指令替换为包含的文件内容。
2. 分别编译每个 .cpp 文件（也称为“翻译单元”）。结果将是每个单元的目标文件。请注意，某些代码（如 main.cpp 中的代码）是指另一个代码（ class.cpp ）。这将在下一步中解决。
3. 将翻译单元完全链接到一个可执行文件中。 （有关更多详细信息，请参阅 JMAA 的 答案）。

应用上面的步骤 1，我们将有两个翻译单元（ .cpp 文件）：

文件 class.cpp ：

 template<class T> class Class {
    T data;
public:
    Class();
};

template<class T> T square(const T& x);

/* <iostream> code ... */

template<class T> Class<T>::Class()
{
    std::cout << "Class()" << '\n';
}

template<class T> T square(const T& x)
{
    return x*x;
}

文件 main.cpp ：

 template<class T> class Class {
    T data;
public:
    Class();
};

template<class T> T square(const T& x);

/* <iostream> code ... */

int main()
{
    Class<int> clss;
    std::cout << square<int>(3);
}

应用上面的步骤 2，我们将只有地址（这不是真实目标代码的样子，它只是一个简化）：

文件 class.cpp ：

 /* Nothing to generate for 'Class' definition. Remember, templates are just models (hence the word "template"), not concrete classes/functions. */

/* Nothing to generate for square()'s definition: It's a template, not concrete. */

iostream_object_code

/* Nothing to generate for 'Class' implementation. It's a template, not concrete. */

/* Nothing to generate for square()'s implementation: It's a template, not concrete. */

文件 main.cpp ：

 /* Class is not concrete: nothing is generated. */

/* square() is not concrete: nothing is generated. */

iostream_object_code

int main()
{
    class_int_obj_placeholder clss;
    __operator_xx(cout_obj_ref, fn100017(3));
}

应用上面的步骤 3，您将得到 undefined reference 错误：链接器不知道任何翻译单元中的任何 fn100017() 。因为 square() 是一个模板（或模型），编译器没有生成任何具体的实现。这同样适用于 Class 。

解决方案

1. 显而易见的解决方法是将定义和实现放在同一个头文件中。这样，当包含在 main.cpp 中时，编译器都可以看到它们，因为它们在同一个翻译单元中。
2. 或者，如果您想将定义和实现分开，请将您的实现放在头文件中，然后将其包含在定义头的末尾：

文件 class.hpp ：

 #pragma once

template<class T> class Class {
    T data;
public:
    Class();
};

template<class T> T square(const T& x);

#include "class_impl.hpp"

文件 class_impl.hpp ：

 #include <iostream>

template<class T> Class<T>::Class()
{
    std::cout << "Class()" << '\n';
}

template<class T> T square(const T& x)
{
    return x*x;
}

使用相同的命令编译和运行 main.cpp ：

 Class()
9

原文由 Zakk 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议