对 ClassName::ClassName 的未定义引用

Question

我正在使用 Code::Blocks 构建我的项目，其中包含三个文件： main.cpp、TimeSeries.cpp、TimeSeries.h 。 TimeSeries.h 提供 TimeSeries 类的声明，如下所示：

template<class XType, class YType> class TimeSeries {
public:
    TimeSeries(void);
    ~TimeSeries(void);
};

然后 TimeSeries.cpp 包含： #include "TimeSeries.h"

template<class XType, class YType>
TimeSeries<XType, YType>::TimeSeries(void) {
}

template<class XType, class YType>
TimeSeries<XType, YType>::~TimeSeries(void) {
}

最后，main.cpp 包含

#include "TimeSeries.h"
typedef TimeSeries<float, float> FTimeSeries;

int main(int argc, char** argv) {
    FTimeSeries input_data;
    return 0;
}

使用 C::B 构建时，出现以下错误：

undefined reference to `TimeSeries<float, float>::TimeSeries()'

我该怎么办？

谢谢，
金融理财师。

Answer 1

基本上所有模板化代码都应该在标头中定义，否则将不会构建它，因为编译单元中没有任何内容使用它。

每个 cpp 文件都被编译为一个单独的单元，因此构造函数和析构函数不会被编译。编译器在编译 TimeSeries.cpp 时无法知道您将在 main.cpp 中使用什么类型的模板参数。

Answer 2

将代码拆分为头文件和源文件的原因是为了将声明和实现分开。编译器可以将源文件（编译单元）翻译成目标文件，而其他想要使用类和函数的编译单元只需包含头文件，并链接目标文件即可。这样，代码只需编译一次，并且可以通过链接来重用。

模板的问题在于，只要没有为它们提供参数，编译器就无法编译它们。使用不同参数实例化的同一模板会产生不同的类型。从编译器的角度来看，std::vector 和 std::vector 没有任何关系。因此，模板类通常必须完全驻留在头文件中，因为当使用模板时，编译器需要完整的定义才能根据参数生成类。

正如 @Gabriel Schreiber 在他的答案中指出的那样，您可以告诉编译器他应该使用一组特定的参数来编译模板，只需通过链接即可将其提供给其他编译单元。但是，这并不使该模板可用于其他参数集。

Answer 3

您需要将其添加到您的 .cpp 文件中（定义下方）：

template class TimeSeries<float, float>;

当编译器编译 TimeSeries.cpp 时，它不知道模板需要哪种类型，因为它在另一个源文件中使用。您需要明确地告诉编译器。

在 Stroustrup 副本或互联网上阅读有关显式模板实例化的信息。