C++ Visual Studio 10 上编译错误

Question

使用 Visual Studio 编译这个简单的程序时出现以下错误：

error LNK2019: unresolved external symbol "public: void __thiscall CoList<int>::enqueue(int)" (?enqueue@?$CoList@H@@QAEXH@Z) referenced in function _main

error LNK2019: unresolved external symbol "public: virtual __thiscall CoList<int>::~CoList<int>(void)" (??1?$CoList@H@@UAE@XZ) referenced in function _main

error LNK2019: unresolved external symbol "public: int __thiscall CoList<int>::dequeue(void)" (?dequeue@?$CoList@H@@QAEHXZ) referenced in function _main

error LNK2019: unresolved external symbol "public: int __thiscall CoList<int>::count(void)" (?count@?$CoList@H@@QAEHXZ) referenced in function _main

error LNK2019: unresolved external symbol "public: __thiscall CoList<int>::CoList<int>(void)" (??0?$CoList@H@@QAE@XZ) referenced in function _main

error LNK1120: 5 unresolved externals

我的程序非常简单。我不使用外部库，只使用“iostream”和“异常”标头...这是完整的代码：

CoList.h

#pragma once

#include "CoListItem.h"

template <class T>
class CoList
{

public:

    CoList();
    virtual ~CoList();

    void enqueue(T value);
    T dequeue();
    T *peek();
    int count();

private:
    CoListItem<T> *m_root;
    int m_count;

};

CoListItem.h

#pragma once

template <class T>
class CoListItem
{

public:

    CoListItem();
    virtual ~CoListItem();

    T value;
    CoListItem *next;

};

CoList.cpp

#include "CoList.h"
#include <exception>

template <class T>
CoList<T>::CoList()
{
}

template <class T>
CoList<T>::~CoList()
{
}

template <class T>
void CoList<T>::enqueue(T value)
{
    if (this->m_root != NULL) {
        this->m_root = new CoListItem<T>();
        this->m_root->value = value;
        this->m_root->next = NULL;
    } else {
        CoListItem<T> *tempitem = new CoListItem<T>();
        tempitem->value = value;
        tempitem->next = this->m_root;

        this->m_root = tempitem;
    }

    this->m_count++;
}

template <class T>
T CoList<T>::dequeue()
{
    if (this->m_root == NULL) {
        throw std::exception();
    } else {
        T retval = this->m_root->value;
        CoListItem *next = this->m_root->next;
        delete this->m_root;
        this->m_root = next;

        return retval;
    }
}

template <class T>
T *CoList<T>::peek()
{
    if (this->m_root == NULL) {
        return NULL;
    } else {
        return *this->dequeue();
    }
}

template <class T>
int CoList<T>::count()
{
    return this->m_count;
}

CoListItem.cpp

#include "CoListItem.h"

template <class T>
CoListItem<T>::CoListItem()
{
}


template <class T>
CoListItem<T>::~CoListItem()
{
}

最后是主要功能：

#include <iostream>
#include "CoList.h"
#include "CoListItem.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    CoList<int> list;

    for(int i = 0; i < 10; i++)
        list.enqueue(i);

    cout << "Count: " << list.count() << endl;

    for(int i = 0; i < 10; i++)
        cout << "Item: " << list.dequeue() << endl;

    cout << "Count: " << list.count() << endl;

    int wait = 0;
    cin >> wait;
}

如您所见是一个非常简单的使用链表的队列实现......

Answer 1

函数模板（包括类模板的成员函数）的定义必须位于 .h 文件中，以便它们出现在使用它们的每个 cpp 文件中。这就是模板的工作原理。您不能将定义放入 cpp 文件中。从技术上讲，有一个 export 关键字可以实现此目的，但由于几乎没有实现支持它，因此它在新标准中被删除。

阅读本文：包容模型

Answer 2

template 定义对于使用它的代码应该是可见的。为此，

1. 将所有定义放入“.h”文件中
2. 将定义放入“.cpp”文件中（用于代码分离）并
   #include 该“.cpp”文件

例如，在您的情况下，您可以 #include“CoList.cpp” 而不是 “CoList.h”。等等。

Answer 3

考虑一个采用 T 并执行模数 (%) 或简单加法 (+) 的模板函数。

template <class T>
T GetT(T t1, T t2)
{
    return t1%t2;
}

您在这段代码中看不到错误。好吧。当我传递两个 int 时，它会被编译：

GetT(10,20);

但是当我传递 float/double 时，它​​不会编译：

GetT(10.6, 20.5);

编译器将发出：错误 C2296：'%'：非法，左操作数的类型为 'double' 和其他相关错误。
要点是，除非您为特定数据类型至少实例化一次模板代码，否则模板代码不会被编译。模板代码仍然是垃圾 - 编译器不关心代码中的实际内容。在您的情况下，CPP 只是编译器忽略的文本文件 - 所有这些。

话虽如此，当我使用运算符 + 而不是运算符 % 时，它将适用于所有基本数据类型，但不适用于缺少 operator + 的类。在这种情况下，编译器将再次编译该数据类型（类）的模板内容。

在某些情况下，编译器和链接器会协同工作以减少最终的二进制代码大小，当它们发现某些代码是重复的并且对于所有/多个数据类型都是相同的时。但那是另一种情况。

Answer 4

这直接来自 Nicolai Josutis 的传奇书籍，

C++ 模板：完整指南

模板被编译两次：

• 没有实例化，模板本身就会被检查语法正确，这里发现分号等语法错误。
• 在实例化时，将检查模板代码以确保所有调用都有效。发现无效调用，例如不支持的函数调用。

这导致了模板处理实践中的一个重要问题。当函数模板以触发实例化的方式使用时，编译器将（在某些时候）需要查看该模板定义。当函数声明足以编译其使用时，这打破了函数通常的编译和链接区别。

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因此，对于模板来说，声明和定义应该保存在同一个头文件中，以便它们在使用它们的每个 cpp 中都可见。