C++模板不支持分离编译的问题

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2024-03-27 08:58 66阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *  前言
     *  分离编译模式
     *  普通函数的分离编译(正常)
     *  模板函数的分离编译(出错)
     *  分析
     *  解决方式
     *  拓展--extern关键字
     *   *  extern"C"
         *  extern+变量
         *  extern+模板--控制实例化

### 前言 ###

### 分离编译模式 ###

一个项目如果有多个源文件.c组成，每**个源文件单独编译，形成目标文件**。**最后通过链接器将所有的目标文件链接起来**，形成一个可执行的文件。

这种就是.h头文件和.c源文件配合使用的模式;

**分离式编译的优势**

如果工程巨大（比如linux内核[源码][Link 1]） ， 当你只修改了其中一个工程文件.c的时候，重新编译只需要编译改动过的文件就可以了，不需要将全部工程文件.cpp全部重新编译。

### 普通函数的分离编译(正常) ###

各文件代码如下:

//"fun.h"
    int fun(int a);
    
    //"fun.cpp"
    #include"fun.h"
    int fun(int  a)
    {
        
        return a;
    }
    
    
    //main.cpp
    #include<iostream>
    #include"fun.h"
    
    int main()
    {
        
       	cout<<fun(1)<<endl;
        return 0;
    }

结果:**正常编译，正常运行;**

### 模板函数的分离编译(出错) ###

各文件代码如下:

//"fun.h"
    template<class T>
    int fun(T a);
    
    //"fun.cpp"
    template<class T>
    int fun(T a)
    {
        
        return a;
    }
    
    //main.cpp
    #include<iostream>
    #include"fun.h"
    
    int main()
    {
        
       	cout<<fun(1)<<endl;
        return 0;
    }

结果:**编译出错**

![在这里插入图片描述][19d357ffbba34302a693a40e073f4754.png]

### 分析 ###

**实例化**

实例化是指编译器使用函数(或者是类)模板为特定类型生成函数(类)定义。编译器不会为函数(或者类)模板生成定义，只有当我们为函数(或者类)模板指定了一个特定类型时，编译器才会生成。编译器为特定类型的函数(或者类)模板生成定义的行为被称为实例化。

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**普通函数在编译时就实例化**，**生成fun.obj**目标文件;

之后main.cpp编译的时候，看到了fun.h的头文件中fun函数的声明，没有看到定义，链接器，在链接时就看到了fun.obj目标文件中fun函数实例出来的对象，进行链接;

--------------------

**C++规定模板函数只有在使用时实例化**:

**fun.cpp定义了模版方法，但是没有使用**，因此目标文件fun.obj中不会有实例化的模版方法。

而**main.cpp只能看到函数的声明**，并且链接器链接时也找不到fun.obj中的fun函数对象, 因此报错;

--------------------

### 解决方式 ###

1.  将模板的声明和定义放在一个.hpp文件里，或者像C语言一样，放在两个.h中 ，总之让编译器在一个源文件，比如main.c中能同时看到模板的定义和初始化就行;
2.  extern 控制实例化

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### 拓展–extern关键字 ###

#### extern"C" ####

--------------------

**extern “C”的作用就是告诉C++编译器**，将指定的函数**用C规则编译**;

因为函数重载，函数名修饰规则不同的原因，如果C++中调用C文件，编译可能会出错;

**extern "C"的主要功能是为了能够正确实现C++代码调用C语言代码**。

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#### extern+变量 ####

声明某个变量或者函数**在外部文件**，直接拿来用;

--------------------

#### extern+模板–控制实例化 ####

上面说的模板使用时实例化，那工程很大，每个文件都需要用这个模板。都需要实例化一份？**额外开销会非常严重**。

这时候可以extern修饰他，意味着其他文件中的模板func也能在这里用，就是说公用一份，只需要在一个源文件中实例化这个模板即可，生成的obj其他文件能链接到!

> 提一嘴 新标准的显示实例化指定类型，也能解决上面模板多文件实例化太多造成额外开销的问题

[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E6%BA%90%E7%A0%81&spm=1001.2101.3001.7020
[19d357ffbba34302a693a40e073f4754.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/abae4cd9a725407aae0f78dc37737555.png