为什么模板只能在头文件中实现？

引用C++标准库：教程和手册：

目前使用模板的唯一可移植方式是使用内联函数在头文件中实现它们。

这是为什么？

（澄清：头文件不是唯一的可移植解决方案。但它们是最方便的可移植方案。）

当前回答

我建议看看这个gcc页面，它讨论了模板实例化的“cfront”和“borland”模型之间的权衡。

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.4/gcc/Template-Instantiation.html

“borland”模型符合作者的建议，提供完整的模板定义，并多次编译。

它包含关于使用手动和自动模板实例化的明确建议。例如，“-repo”选项可用于收集需要实例化的模板。或者另一个选项是使用“-fno隐式模板”禁用自动模板实例化，以强制手动模板实例化。

根据我的经验，我依赖于为每个编译单元实例化的C++标准库和Boost模板（使用模板库）。对于我的大型模板类，我为所需的类型进行了一次手动模板实例化。

这是我的方法，因为我提供的是一个工作程序，而不是用于其他程序的模板库。这本书的作者Josuttis在模板库方面做了大量工作。

如果我真的担心速度，我想我会探索使用预编译头https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Precompiled-Headers.html

这在许多编译器中得到了支持。然而，我认为使用模板头文件时，预编译头文件会很困难。

2020-02-17 20:30:55

其他回答

只是在这里添加一些值得注意的内容。当模板类的方法不是函数模板时，可以在实现文件中定义它们。

myQueue.hpp：

template <class T> 
class QueueA {
    int size;
    ...
public:
    template <class T> T dequeue() {
       // implementation here
    }

    bool isEmpty();

    ...
}

myQueue.cpp：

// implementation of regular methods goes like this:
template <class T> bool QueueA<T>::isEmpty() {
    return this->size == 0;
}


main()
{
    QueueA<char> Q;

    ...
}

2018-07-19 00:49:05

单独实现的方法如下。

内部_内部.h

template <typename T>
struct Foo
{
    void doSomething(T param);
};

foo.tpp文件

#include "inner_foo.h"

template <typename T>
void Foo<T>::doSomething(T param)
{
    //implementation
}

小时

#include <foo.tpp>

主.cpp

#include <foo.h>

inner_fo.h具有前向声明。foo.tpp具有实现并包括inner_fo.h；而foo.h只有一行，包括foo.tpp。

编译时，将foo.h的内容复制到foo.tpp，然后将整个文件复制到foo.h，然后进行编译。这样，没有任何限制，并且命名是一致的，以换取一个额外的文件。

我这样做是因为代码的静态分析器在*.tpp中看不到类的前向声明时会中断。这在任何IDE中编写代码或使用YouCompleteMe或其他工具时都很烦人。

2017-05-13 01:42:11

这意味着定义模板类的方法实现的最可移植的方式是在模板类定义中定义它们。

template < typename ... >
class MyClass
{

    int myMethod()
    {
       // Not just declaration. Add method implementation here
    }
};

2009-01-30 10:53:32

实际上，在C++11之前，该标准定义了export关键字，它可以在头文件中声明模板并在其他地方实现它们。在某种程度上讲。并非如此，正如唯一实现过该功能的人所指出的：

幻影优势#1：隐藏源代码。许多用户表示，他们希望通过使用导出不再需要为类的成员/非成员函数模板和成员函数提供定义模板。这不是真的。在导出的情况下，库编写者仍然必须提供完整的模板源代码或其直接因为实例化需要完整的信息。[...]

幻影优势#2：快速构建，减少依赖性。许多用户希望导出将允许真正的分离将模板编译为目标代码，他们希望这样可以加快构建速度。这不是因为导出模板的编译确实是独立的，但与目标代码无关。相反，出口几乎总是构建速度较慢，因为至少在预链接时仍必须完成相同数量的编译工作。出口甚至不减少模板定义之间的依赖性，因为依赖性是内在的，独立于文件组织。

没有一个流行的编译器实现了这个关键字。该功能的唯一实现是由Edison Design Group编写的前端，由Comeau C++编译器使用。所有其他人都要求您在头文件中编写模板，因为编译器需要模板定义来进行适当的实例化（正如其他人已经指出的那样）。

因此，ISO C++标准委员会决定删除C++11模板的导出功能。

2009-01-30 13:38:59