c++ - 模板运算符重载函数上的 undefined symbol

Question

我有这个函数声明:

template<class T>
a::A& a::A::operator<<(T out) {
    std::cout << out;
    return (*this);
}

和这个函数定义:

namespace a {
    ...
    class A {
        ...
        template<class T> A& operator<<(T);

我称它为:

a::A b;
b << 1;

这是生成文件:

app: main.o A.o
    g++ main.o A.o -o app

main.o: main.cpp
    g++ -c main.cpp

A.o: A.cpp
    g++ -c A.cpp

它给了我:

Undefined symbols: a::A& a::A::operator<< <int>(int)

这是为什么？

Answer 1

一旦 T 表示的类型(在您的情况下为 int)实际已知，函数模板将在编译时转换为实际函数。但是，在编译main.cpp 之前，情况并非如此。 A.cpp编译时，模板函数并没有实例化为实际函数，因此生成的目标文件不包含函数的二进制版本。

有两种方法可以解决这个问题。

1. 在头文件中包含函数定义。即，使

   template<class T>
   a::A& a::A::operator<<(T out) {
       std::cout << out;
       return (*this);
   }
   

   头文件的一部分，并从.cpp文件中移除函数定义。

   这样做的效果是包含此 header 的任何 .cpp 文件将能够使用模板的任何实例化，即对于 T 的任何值。

2. 或者，在A.cpp 中包含显式模板实例化语句:

   template a::A& a::A::operator<<(int out);
   

   这将导致编译器在编译A.cpp 时实际实例化模板，并将编译后的函数包含在目标文件中。因此，链接器可以在将 main.o 和 A.o 链接在一起时找到它，一切都很好。缺点是它仅适用于您为其提供显式实例化的特定类型(在本例中，仅 int)。