对类模板成员函数的未定义引用

Question

我想在模板类方法中使用迭代器。 这是我的代码：（testclass.h）

template<typename T, typename container>
class TestClassX
{
public:
    void gen(typename container::iterator first );
};

和文件 testclass.cpp：

template<typename T, typename container>
void TestClassX<T, container>::gen(typename container::iterator first)
{

}

当我尝试运行它时：

TestClassX<unsigned, std::vector<unsigned> > testx;
testx.gen(it);

我收到错误：

Error:undefined reference to `TestClassX<unsigned int, std::vector<unsigned int, std::allocator<unsigned int> > >::gen(__gnu_cxx::__normal_iterator<unsigned int*, std::vector<unsigned int, std::allocator<unsigned int> > >)'

我使用 mingw32 4.4

我想要一个可以写入不同容器（如 std::vector）的类， std::list、QVector 或 QList 都具有 STL 风格的迭代器。

Answer 1

模板类方法必须在头文件中定义。当您使用模板类时，编译器实际上会为给定的模板参数编译该类的版本。因此，要求每个方法的主体在包含头文件时都可用。

删除源文件并将主体包含在 testclass.h 中：

template<typename T, typename container>
class TestClassX
{
public:
    void gen(typename container::iterator first ) {

    }
};

Answer 2

模板类方法不需要在头文件中定义。但如果这样做，您需要定义一个单独的编译单元（例如 templates.cpp），并包含模板类的源代码文件（例如 #include "container.cpp" // the .cpp NOT the .hpp 文件）
那么您需要定义您正在使用的模板的实例（例如模板类Container；）。
您还需要为模板类定义对象（例如Link）。在这种特殊情况下，由于我们使用指向该对象的指针（例如 Container 中的 Link*），我们只需要“转发声明”该对象。

这是完整的 template.cpp 文件。您将对其进行编译并与其余代码链接。

class Link;
#include "Container.cpp"    // use the source code, not the header
template class Container<Link*>; 

我喜欢使用这种方法，因为它可以防止编译器自动生成模板类实例，并在找不到它时让您知道。

使用选项 -fno-implicit-templates 通过 gcc 进行编译。

当您构建时，所有内容都将正常编译，但收集器将为使用该模板的所有对象重新编译 templates.cpp 文件。

Answer 3

如前所述，实例化模板时，定义必须存在于同一编译单元中。

我个人更喜欢将定义与声明分开。
这可以保持头文件更清晰，并在视觉上将接口与实现分开。

因此，一种解决方案如下：

//TestClass.hpp

//Interface:
template<typename T>
class TestClassX
{
public:
    void gen(int a);
    //more declaraions...
}; 

//Implementations:
template<typename T>
void TestClassX<T>::gen(int a)
{
    //beautiful code
}

您可以将实现和接口放在单独的文件中
（分别是 TestClass.hpp 和 ITestClass.hpp）。
TestClass.hpp 最初将#include ITestClass.hpp，然后定义函数，如上例所示。
然后，客户端只需要#include TestClass.hpp。

Answer 4

可能值得在这里查看这个答案，看看 inline 是否适合您。
https://stackoverflow.com/a/51585746/1440598

Answer 5

从技术上讲，这样做是可行的，您只需要向链接器解释在哪里可以找到实现，但在现实世界的经验中，很少这样做，因为它需要分配样板并且不允许您使用 constexpr code> 变量来自 .hpp 和 .cpp 中的另一个文件，因为编译器会抱怨重新定义的使用。

我个人解决这个问题的一种方法是在另一个头文件中使用辅助函数并从基本头文件中调用它。例如，假设我们在 encoder.hpp 中有一个类 Encoder，那么我们可以创建另一个名为 encoder_impl.hpp 的文件并执行以下操作。

encoder_impl.hpp

#include ... // include what you need. 
enum class ENCODE_TYPE : u8 { ... };
enum class CONN_TYPE : u8 { ... };

namespace encoder_impl {

 template<ENCODE_TYPE E, CONN_TYPE C>
 static inline void helper(...){...};

 template<> void helper<ENCODE_TYPE::LOGON, CONN_TYPE::QUOTE>
 (...){...}; 

} // encoder_impl

encoder.hpp

#include ... // include what you need. 
#include "encoder_impl.hpp"

namespace encoder {

template <CONN_TYPE C>
struct Encoder{

  template<ENCODE_TYPE E>
  inline void encode(...){
    encoder_impl::helper<E, C>(...);
  }

  inline buffer_conn<C>& get_buff() const { return buff; };

private:
  buffer_conn<C> buff; //just an example needing CONN_TYPE

} // encoder

这确实有一个缺点，即您的“实现”文件也会重新包含正常 .hpp 文件时的所有内容使用，但这并不真正影响运行时性能，仅影响编译时间。