c++ - 为什么模板类函数必须在同一个翻译单元中声明？

Question

以这段代码为例:

/*
 * foo.h
 *
 *  Created on: Nov 5, 2011
 *      Author: AutoBotAM
 */

#ifndef FOO_H_
#define FOO_H_

template<typename Type>
class Foo
{
public:
    void Bar(Type object);
};


#endif /* FOO_H_ */

.

/*
 * foo.cpp
 *
 *  Created on: Nov 5, 2011
 *      Author: AutoBotAM
 */

#include <iostream>
using namespace std;

#include "foo.h"

template<typename Type>
void Foo<Type>::Bar(Type object)
{
    cout << object;
}

.

/*
 * main.cpp
 *
 *  Created on: Oct 15, 2011
 *      Author: AutoBotAM
 */

#include <iostream>
using namespace std;

#include "foo.h"

Foo<int> foo;

int main()
{
    cout << "The year is ";
    foo.Bar(2011);
    return 0;
}

这就是我通常如何声明非模板类。不幸的是，此代码导致错误 ../src/main.cpp:18: undefined reference to 'Foo<int>::Bar(int)' (在 MinGW 中)。我做了一些阅读，结果发现你必须在同一个翻译单元中声明模板类，如下所示:

/*
 * foo.h
 *
 *  Created on: Nov 5, 2011
 *      Author: AutoBotAM
 */

#ifndef FOO_H_
#define FOO_H_

template<typename Type>
class Foo
{
public:
    void Bar(Type object)
    {
        cout << object;
    }
};


#endif /* FOO_H_ */

我的大问题是，您为什么必须这样做？我可以想象这个方案在开发过程中会遇到一些陷阱。例如，假设我们有 50 个翻译单元 #including foo.h ，然后我们对 void Foo::Bar(Type) 进行更改.自 Bar在头文件中，我们必须等待所有 50 个翻译单元编译后才能得到任何结果。如果我们有 Bar在 foo.cpp 工作单独地，我们只需要等待 1 个翻译单元编译。有什么方法可以解决这个问题吗？

感谢您的任何建议!

Answer 1

模板位于编译和链接时间之间。在看到模板声明后，急切的实现可以做很多事情，但在使用模板参数实例化模板之前，无法生成实际代码。

您可以在 cpp 文件中包含模板类函数，并且您可以使用将要使用的参数显式实例化它。但是，您只能在整个程序中使用这些实例化。例如，您可以添加到 foo.cpp

template class Foo<int>;

现在您可以使用 Foo<int>即使实现在其自己的翻译单元中，它也无处不在。但是，您不能使用任何其他类型的 Foo<>因为链接器将无法找到它的功能(它们实际上并不存在)。