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。)
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
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。
其他回答
这里有很多正确的答案,但我想补充一下(为了完整):
如果在实现cpp文件的底部,对模板将使用的所有类型进行显式实例化,链接器将能够像往常一样找到它们。
编辑:添加显式模板实例化示例。在定义模板并定义所有成员函数后使用。
template class vector<int>;
这将实例化(从而使链接器可用)类及其所有成员函数(仅限)。类似的语法适用于函数模板,因此如果您有非成员运算符重载,则可能需要对这些重载执行相同的操作。
上面的例子是非常无用的,因为vector是在头文件中完全定义的,除非公共include文件(预编译头文件?)使用外部模板类vector<int>,以防止它在所有其他使用vector的(1000?)文件中实例化。
如果问题是将.h编译为使用它的所有.cpp模块的一部分所产生的额外编译时间和二进制大小膨胀,那么在许多情况下,您可以做的是使模板类从接口的非类型依赖部分的非模板化基类下降,并且该基类可以在.cpp文件中实现。
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;
...
}
我必须写一个模板类,这个例子对我很有用
下面是一个动态数组类的示例。
#ifndef dynarray_h
#define dynarray_h
#include <iostream>
template <class T>
class DynArray{
int capacity_;
int size_;
T* data;
public:
explicit DynArray(int size = 0, int capacity=2);
DynArray(const DynArray& d1);
~DynArray();
T& operator[]( const int index);
void operator=(const DynArray<T>& d1);
int size();
int capacity();
void clear();
void push_back(int n);
void pop_back();
T& at(const int n);
T& back();
T& front();
};
#include "dynarray.template" // this is how you get the header file
#endif
现在,在.template文件中,您可以像往常一样定义函数。
template <class T>
DynArray<T>::DynArray(int size, int capacity){
if (capacity >= size){
this->size_ = size;
this->capacity_ = capacity;
data = new T[capacity];
}
// for (int i = 0; i < size; ++i) {
// data[i] = 0;
// }
}
template <class T>
DynArray<T>::DynArray(const DynArray& d1){
//clear();
//delete [] data;
std::cout << "copy" << std::endl;
this->size_ = d1.size_;
this->capacity_ = d1.capacity_;
data = new T[capacity()];
for(int i = 0; i < size(); ++i){
data[i] = d1.data[i];
}
}
template <class T>
DynArray<T>::~DynArray(){
delete [] data;
}
template <class T>
T& DynArray<T>::operator[]( const int index){
return at(index);
}
template <class T>
void DynArray<T>::operator=(const DynArray<T>& d1){
if (this->size() > 0) {
clear();
}
std::cout << "assign" << std::endl;
this->size_ = d1.size_;
this->capacity_ = d1.capacity_;
data = new T[capacity()];
for(int i = 0; i < size(); ++i){
data[i] = d1.data[i];
}
//delete [] d1.data;
}
template <class T>
int DynArray<T>::size(){
return size_;
}
template <class T>
int DynArray<T>::capacity(){
return capacity_;
}
template <class T>
void DynArray<T>::clear(){
for( int i = 0; i < size(); ++i){
data[i] = 0;
}
size_ = 0;
capacity_ = 2;
}
template <class T>
void DynArray<T>::push_back(int n){
if (size() >= capacity()) {
std::cout << "grow" << std::endl;
//redo the array
T* copy = new T[capacity_ + 40];
for (int i = 0; i < size(); ++i) {
copy[i] = data[i];
}
delete [] data;
data = new T[ capacity_ * 2];
for (int i = 0; i < capacity() * 2; ++i) {
data[i] = copy[i];
}
delete [] copy;
capacity_ *= 2;
}
data[size()] = n;
++size_;
}
template <class T>
void DynArray<T>::pop_back(){
data[size()-1] = 0;
--size_;
}
template <class T>
T& DynArray<T>::at(const int n){
if (n >= size()) {
throw std::runtime_error("invalid index");
}
return data[n];
}
template <class T>
T& DynArray<T>::back(){
if (size() == 0) {
throw std::runtime_error("vector is empty");
}
return data[size()-1];
}
template <class T>
T& DynArray<T>::front(){
if (size() == 0) {
throw std::runtime_error("vector is empty");
}
return data[0];
}
模板通常用于标头中,因为编译器需要实例化不同版本的代码,这取决于为模板参数给定/推导的参数,并且(作为程序员)更容易让编译器多次重新编译同一代码,然后进行重复数据消除。请记住,模板并不直接表示代码,而是该代码的多个版本的模板。当您在.cpp文件中编译非模板函数时,您正在编译一个具体的函数/类。模板的情况并非如此,它可以用不同的类型实例化,也就是说,当用具体类型替换模板参数时,必须发出具体的代码。
export关键字有一个功能,用于单独编译。导出功能在C++11中被弃用,而且,AFAIK中只有一个编译器实现了它。你不应该利用出口。在C++或C++11中,单独编译是不可能的,但在C++17中,如果概念允许,我们可以有一些单独编译的方法。
为了实现单独的编译,必须可以进行单独的模板体检查。似乎可以用概念来解决问题。看看最近发表在标准委员会会议。我认为这不是唯一的要求,因为您仍然需要为用户代码中的模板代码实例化代码。
模板的单独编译问题我想也是迁移到模块时出现的问题,目前正在进行中。
编辑:截至2020年8月,模块已经成为C++的现实:https://en.cppreference.com/w/cpp/language/modules