c++ 模板实现分离报错

最近使用 c++ 的模板实现一个成员函数时，将定义和实现分别放在了.h 和.cpp 文件，结果在编译最后的链接过程时，发生了报错，这次就针对这个问题研究下。

# 1. 报错信息

TemplateTest.h:

template <class T>

void print(T t);

TemplateTest.cpp:

#include "TemplateTest.h"

#include <iostream>

template <class T>

void print(T t)

{

  std::cout << typeid(t).name() << std::endl;

}

main.cpp:

#include "TemplateTest.h"

int main()

{

  int i = 0;

  print(i);

  return 0;

}

以上这段代码编译后会发生报错：

Undefined symbols for architecture x86_64:

  "void print<int>(int)", referenced from:

      _main in main-96b07f.o

ld: symbol(s) not found for architecture x86_64

是编译器在链接时找不到 print 函数的定义。

# 2. 分析原因

让我们回顾一下 c++ 大致的编译过程：

在编译时，对于普通的函数，在当前文件找不到函数定义，则在函数位置生成符号，在链接时，再寻找这个函数的定义。
而模板是两次编译。第一次编译时只对模板进行编译，不生成具体函数，在调用时才直接生成具体函数，因此需要在调用时获取到实现，找不到就会报上面的错。

# 3. 解决方案

解决这个报错的方式主要有几种：

1. 在声明处直接实现模板函数。
2. 在使用模板函数的 cpp 文件中实现模板函数，不过多个文件中使用得分别实现，比较麻烦。
3. 新建一个文件，网上一般会以.hpp 或者.tpp 作为后缀，实现模板函数，在使用处 include。

# 4. 总结

c++ 的模板实现与 java 的泛型还有有不少差别的，有很多细节，而且由于每次使用时都会生成实例化代码，所以滥用容易导致编译后体积变大，编译速度变慢等问题，使用时还是需要多研究研究。

# 参考资料

• C++ 中 Template 类、函数的编译过程

• C++ 模板类的声明与实现分离问题（模板实例化）

• C++ 服务编译耗时优化原理及实践