模板函数的分文件编写

对于普通函数来说,声明放在头文件,定义放在源文件,其它地方要使用该函数时,仅需要包含头文件即可。因为编译器编译时是以一个源文件作为单元编译的,当它遇到不在本文件中定义的函数时,若能够找到其声明,则会将此符号放在本编译单元的外部符号表中,链接的时候自然就可以找到该符号的定义。

而对于模板函数来说(在编译器遇到使用模板函数的代码时才会将模板函数实例化),若将模板函数声明放在tem.h,模板定义放在tem.cpp,然后在main.cpp中包含该头文件,调用add函数,此时仅有声明,找不到定义,因此编译器只能实例化函数的外部符号,但不会实例化int add(int,int)函数的具体实现。对于普通函数来说,此时的add函数已经由编译器生成对应的代码,而对于模板函数来说,此时并没有生成add函数对应的代码,但是编译main.cpp时不会报错,而在链接时就会出现add函数未定义的错误。

可以通过显式定义来实例化模板函数,即使用语句temmplate int add(int,int)。 编译器根据该语句会生成add方法的int版本,此时链接就不会报错。此外,这样做通常也能够提高编译的效率。试想,如果在tem.h文件内定义模板,假如有三个源文件均包含了该头文件且均使用了模板(假定均调用了add模板的int版本),则在这三个源文件内必然都会生成add函数的实例。显然效率不高。而如果像上面那样显示定义模板,则只会在tem.cpp文件中实例化。

最后,对于模板类来说,也同样符合上面的原则。我们知道类的定义只是声明了类的成员函数,实际上编译器会把类的成员函数编译成修改名称后的全局函数。在使用类模板的时候,首先会实例化类,同时实例化类相应的构造函数。在使用类模板的实例调用相应的模板成员函数时,才会实例化该函数。如果类的模板成员函数定义与类的定义不在同一个编译单元中(分离式编译),此时调用成员函数便会出现未定义的错误。而显式的调用它时就不会出现问题。

总结:编译器只要遇到使用模板函数的地方就会实例化相应的函数,若在此编译单元内没有模板函数的定义,它就不能够实例化成功。因此通常情况下模板函数的声明与定义都放在同一文件内,这样就能保证在使用模板的地方一定可以实例化成功。同时,由编译器保证只生成某种类型的一个实例化版本,不用担心重复实例化的问题。
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posted @ 2022-06-17 10:01  这就叫做C++  阅读(371)  评论(0编辑  收藏  举报