G++如果模板类构造函数和成员函数的定义与其使用分离，则链接器找不到它们

Question

可能的重复：
为什么模板只能在头文件中实现？< /a>

在开发一个具有某种类型感知功能的小型解析器时，我遇到了以下难题。简而言之：

GNU g++“忘记”模板成员函数定义，除非它在使用它的同一文件中定义。

有什么想法吗？

案例文件

为了隔离问题，我将代码精简为三个文件：

头文件 Temple.hpp：

#ifndef _TEMPLE
#define _TEMPLE

template <class T> class Temple {
    private:
        T deity;
    public:
        Temple ( T value );
        T see ();
};

#endif

然后是相应的 C++ 实现文件 Temple.cpp：

#include "Temple.hpp"
template <class T> Temple<T>::Temple ( T value ) : deity( value ) {}
template <class T> T Temple<T>::see () { return deity; }

最后是一个主应用程序调用文件 Templetest.cpp 中的内容：

#include "Temple.hpp"
int main () {
    bool b(false);
    Temple<bool> t( b );
    t.see();
}

应该发生的是局部变量 Temple; t 被构造，然后提供模板定义的（模板扩展）方法 bool see()。

编译失败☹

但是，当我尝试使用

g++ *.cpp

（或显式命名文件）编译 C++ 源代码时，我在 gcc 版本 4.2.1 上收到链接器错误：

/tmp//ccWAFJDF.o(.text+0x24): In function `main':
: undefined reference to `Temple<bool>::Temple(bool)'
/tmp//ccWAFJDF.o(.text+0x2f): In function `main':
: undefined reference to `Temple<bool>::see()'
collect2: ld returned 1 exit status

并且不太详细在 gcc 4.0.1 上：

/usr/bin/ld: Undefined symbols:
Temple<bool>::see()
Temple<bool>::Temple(bool)
collect2: ld returned 1 exit status

无论如何，从这里我得出结论，templetest.cpp 既不能访问具体模板类的构造函数也不能访问成员函数。

编译工作原理 ☻

到目前为止还很糟糕，但是还有另一种编译方法，即将所有代码放入一个源文件中，然后编译。令人惊讶的是，一切进展顺利。您可以简单地使用 stdin-streaming 尝试该方法：

cat *.cpp | g++ -x c++ -

如果将文件 Temple.cpp 手动合并到 Temple.hpp 中以产生相同的成功结果：

template <class T> class Temple {
    private:
        T deity;
    public:
        Temple ( T value );
        T see ();
};

template <class T> Temple<T>::Temple ( T value ) : deity( value ) {}
template <class T> T Temple<T>::see () { return deity; }

并且随后使用它进行编译

g++ templetest.cpp

看来 GNU CC 只能记住该成员Temple.cpp 中的函数定义如果位于同一文件中，则属于模板类。

Answer 1

在 main.c 中，当您声明 Temple 类型的变量时，您就实例化了该类型。为了实例化模板化类型，您必须有权访问该类型的所有实现。

你有两个选择。

第一个也是传统的选择是将整个实现放在头文件中，并删除 Temple.cpp 文件：

// UNTESTED
template <class T> class Temple {
  private:
    T deity;
  public:
    Temple ( T value ) : deity(value) {}
    T see () { return deity; }
};

这样，模板的任何用户都可以使用他们选择的任何类型实例化它。

第二种不太传统的方法是在唯一可以访问整个实现的位置（即 Temple.cpp）显式实例化 Temple：

// temple.cpp
...
// At the very end of the file:
template class Temple<bool>;

但是，请注意，Temple 的用户模板类 Temple 只能使用您创建的实例。在这种情况下，他们可能只使用 bool。