模板类成员函数的定义和声明为什么要放在一个文件中

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“通常情况下，你会在.h文件中声明函数和类，而将它们的定义放置在一个单独的.cpp文件中。但是在使用模板时，这种习惯性做法将变得不再有用，因为当实例化一个模板时，编译器必须看到模板确切的定义，而不仅仅是它的声明。因此，最好的办法就是将模板的声明和定义都放置在同一个.h文件中。这就是为什么所有的STL头文件都包含模板定义的原因。”[1]

"标准要求编译器在实例化模板时必须在上下文中可以查看到其定义实体；而反过来，在看到实例化模板之前，编译器对模板的定义体是不处理的——原因很简单，编译器怎么会预先知道 typename 实参是什么呢？因此模板的实例化与定义体必须放到同一翻译单元中。"[1]

"

《C++编程思想》第15章(第300页)说明了原因：

模板定义很特殊。由template<…> 处理的任何东西都意味着编译器在当时不为它分配存储空间，它一直处于等待状态直到被一个模板实例告知。在编译器和连接器的某一处，有一机制能去掉指定模板的多重定义。所以为了容易使用，几乎总是在头文件中放置全部的模板声明和定义。

"[2]

 

"

对C++编译器而言，当调用函数的时候，编译器只需要看到函数的声明。当定义类类型的对象时，编译器只需要知道类的定义，而不需要知道类的实现代码。因此，因该将类的定义和函数声明放在头文件中，而普通函数和类成员函数的定义放在源文件中。

       但在处理模板函数和类模板时，问题发生了变化。要进行实例化模板函数和类模板，要求

编译器在实例化模板时必须在上下文中可以查看到其定义实体；而反过来，在看到实例化模板之前，编译器对模板的定义体是不处理的——原因很简单，编译器怎么会预先知道 typename 实参是什么呢？因此模板的实例化与定义体必须放到同一翻译单元中。

"[3]

 

[1] 任何时候都适用的20个C++技巧. http://www.uml.org.cn/c++/20112284.asp 

[2]  为什么不能将类模板的声明与类模板函数实现分开写. http://blog.sina.com.cn/s/blog_684355870100jmjr.html

[3] 类模板和模板函数连接出错处理. http://www.cppblog.com/kenny/archive/2011/04/23/144841.html

C++模板的声明和定义为什么要放在同一文件中？
DevWizard的博客
08-30 380
C++编译器的实现中，模板的声明和定义是需要被分开处理的。如果模板的声明和定义被分别放在不同的文件中，那么编译器就难以识别和连接它们，就会导致编译错误。如果模板的声明和定义放在不同的文件中，那么每当修改了模板的定义时，编译器就需要重新编译所有使用了这个模板的源文件，这会导致很多不必要的时间浪费。而将模板的声明和定义放在同一个文件中，只需要编译这个文件一次，就可以让所有的源文件都使用这个模板。总之，为了避免编译错误、提高编译效率以及保证模板的唯一性，C++编译器要求模板的声明和定义必须放在同一个文件中。
C++高级：在模板类中定义成员函数和模板函数的外部定义方式——嵌入式
PynRlang的博客
09-21 679
模板函数也可以在类内部定义，也可以在类外部定义。模板类中的成员函数和模板函数可以在类内部定义，也可以在类外部进行定义。在本文中，我们将探讨如何在模板类中定义成员函数和模板函数，并给出相应的源代码示例。除了在类内部定义成员函数和模板函数，我们还可以选择在类外部进行定义。希望本文能够帮助你理解在C++模板类中定义成员函数和模板函数的不同方式，并且能够在嵌入式开发中应用这些技术。模板类中的成员函数也可以是模板函数，即可以接受一个或多个模板参数。模板函数可以在类内部定义，也可以在类外部进行定义。
模板声明与定义要放在同一文件中？
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lichengyu的专栏
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c++ 模板的概念及模板函数与模板类详解
最新发布
m0_73482095的博客
10-13 880
C++模板是泛型编程的核心机制，通过定义与具体类型无关的代码实现高效复用。主要分为函数模板（如swap、max等通用函数）和类模板（如自定义容器MyVector）。模板优势包括：1）代码复用，避免类型重复；2）编译时类型检查保证安全；3）零开销抽象，性能等同手写代码。使用需注意：模板定义通常放在头文件；类型需满足隐含操作要求；错误信息较复杂。模板特化可针对特定类型优化实现，是STL容器的实现基础，体现了C++高效灵活的泛型编程能力。
c++模板类/模板函数的声明与定义应该放在头文件里
caixiexin的专栏
08-01 6088
c++模板类/模板函数的声明与定义应该放在头文件里，不要分开来写类中函数的声明与定义（比如在.H文件里声明某个成员函数，在.CPP文件里定义该成员函数），这样会导致连接错误。所应该将模板类/模板函数的定义与声明写在一个.h文件里。比如在类的头文件声明了一个函数 template void fun(T a);然后在另一个CPP 文件里 实现该函数template void fun(T a){/*函数实现*/}这样就会报错，解决的办法只能是在声明的时候直接实现函数，不要再把函数实现写在另一个CPP文件里，不过这
为什么函数模板声明和定义必须写在一起？
Currybeefer的博客
07-10 2036
在解释这个问题之前，我们要先回顾一下一个C++程序编译链接的过程。 1.编译链接的过程我们编程的时候习惯将函数的声明文件写在.h文件中，然后将函数的定义写在.cpp文件中，在需要调用别的文件中的某个函数的时候就会将该函数所在的头文件include到调用处的文件头部。在C++程序预编译过程中，所有头文件都会展开，在之后的过程中所有的头文件都会消失，只剩下头部被展开了#include的源文件被转为.obj文件。因为展开了头文件的缘故，这些.cpp文件中会有许多的函数声明。而这些函数声明的真正定义往往就集中在某一
需要将声明和定义放在同一个头文件
weixin_34167043的博客
10-30 285
1 内联函数 2 函数模板 3 类模板   包含模型 链接器错误： 大多数C和C++程序员会这样组织他们的非模板代码： 类和其他类型都被放在一个头文件中。通常而言，头文件是一个扩展名为.hpp(.h、.hh)的文件。 对于全局变量和（非内联）函数，只有声明放在头文件中，定义则位于.c文件，通常而言，.c文件是指扩展名为.cpp（或者.C、.c、.cc、.cxx）的文件。 ...
在名字空间中声明类和成员函数定义.pdf
02-25
在名字空间中声明类和成员函数定义 在名字空间中声明类和成员函数是常用的编程技术，但许多程序员都不知道如何正确地使用名字空间来声明自己的类和函数。本文将讨论如何在名字空间中声明类和成员函数，以及如何在...
成员函数模板、模板的显式实例化和声明
2301_78933228的博客
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为了防止在多个.cpp文件中相同用法使用模板类从而造成其生成多个可执行文件中出现过多的重复实例化的类模板，我们可以在其中一个.cpp文件的开头进行 实例化的定义 ，再在其他同样需要使用同类型实例化的.cpp文件中使用extern声明外部的.cpp的实例化的定义。除了虚函数，虚函数不可以成为模板函数，因为虚函数需要在子类中重新定义，但是因为没有具体的参数类型，无法生成其对应的代码，所以虚函数并不能同时为模板函数。类模板成员函数包括普通成员函数和成员函数模板，只有被我们调用了才会进行实例化，生成实例化版本。
C++提高8： 类模板成员函数类外实现和类模板分文件编写
qq_42827488的博客
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1、类模板成员函数类外实现 类外实现主要有三个关键点： 作用域 识别T的数据类型 告诉编译器这是一个类模板 剩下的，就还是基础的类内声明类外定义实现了。 直接上代码观察一下： #include<string> #include<iostream> using namespace std; template <class T1, class T2> class...
C++学习笔记：类的成员函数的声明与定义
digitalkee的博客
11-20 1235
今天学习一下类的成员函数，首先讲一下常规的类外的函数 写在类的外部的函数叫做全局函数，不属于任何的类。 如果写在类的里面就叫做类的成员函数 这里注意的是，类的成员函数如果加了const，就表明该函数不能对该类的成员数据进行任何的修改，一旦修改就会报错，称之为常函数。反之可以修改。如下 public: bool same_isbn(const Sales_item &rhs) ...
C++中模板定义与声明为什么放在同一个文件中
weixin_38911779的博客
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首先明确的是： 对普通函数来说，声明放在头文件中，定义放在源文件中，其它的地方要使用该函数时，仅需要包含头文件即可，因为编译器编译时是以一个源文件作为单元编译的，当它遇到不在本文件中定义的函数时，若能够找到其声明，则会将此符号放在本编译单元的外部符号表中，链接的时候自然就可以找到该符号的定义了。 对于模板。先明确，模板函数是在编译器遇到使用模板的代码时才将模板函数实例化（之前只有函数的模板定义
如何组织编写模板程序
一己薄剑
04-21 1042
前言常遇到询问使用模板到底是否容易的问题，我的回答是：“模板的使用是容易的，但组织编写却不容易”。看看我们几乎每天都能遇到的模板类吧，如STL, ATL, WTL, 以及Boost的模板类，都能体会到这样的滋味：接口简单，操作复杂。我在5年前开始使用模板，那时我看到了MFC的容器类。直到去年我还没有必要自己编写模板类。可是在我需要自己编写模板类时，我首先遇到的事实却是“传统”编程方法(在*.h
C++将模板的声明和定义放置在同一个头文件里
weixin_30340617的博客
08-06 170
1. 一个类： 头文件用于保存类的声明；定义文件保存类的实现。 2. 分离编译模式： 允许在一个编译单元（.cpp文件）中定义函数、类型、类对象等，然后在另一个编译单元中引用它们。编译器处理完所有的编译单元后，链接器接下来会处理所有指向extern符号的引用（有时为缺省），从而生成单一可执行文件。 3. 模板类型： 模板类型不是一种实类型，它必须等到类型绑定后才能确...
模板函数的声明和定义为什么放在同一个头文件？
Don_tknowwhat的博客
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网络博客经常提到的模板函数声明和定义要放在一起，这到底是为什么？
【C++】模板函数的声明和定义必须在同一个文件中
郭老二
05-24 4210
1、问题描述 习惯性的将函数的定义和实现，分别写在头文件和源文件（.cpp）中。今天也按照这个习惯实现了一个模板函数。然后编译时报错 ... error: undefined reference to ... 2、原因分析 c++中模板的声明和定义不能分开。C++中每一个对象所占用的空间大小，是在编译的时候就确定的，在模板类没有真正的被使用之前，编译器是无法知道，模板类中使用模板类型的对象的所占...
模板定义与声明需要一起放在头文件中原因的理解
weixin_34038652的博客
04-15 246
c++模板类/模板函数的声明与定义应该放在头文件里，不要分开来写类中函数的声明与定义（比如在.H文件里声明某个成员函数，在.CPP文件里定义该成员函数），这样会导致连接错误。所应该将模板类/模板函数的定义与声明写在一个.h文件里。可以理解为：模板函数并非函数定义，不能放在CPP文件中。模板函数的函数定义是用编译器编译时生成的。...
C++中模板的声明和实现应该放在同一个文件中
sharedpointer
10-26 952
C++ ， 模板类
请定义一个类，类的成员函数有一个模板函数，要求将定义和声明分开
04-29
<think>好的，我现在需要解决用户的问题：如何在C++中定义一个包含模板函数的类，并将声明和定义分开。用户希望将声明放在头文件，定义放在源文件，但之前的知识告诉我这可能会有问题，所以需要仔细分析。 首先，根据引用[1]，模板的声明和定义通常不能分离，因为编译器在实例化时需要看到完整的定义。如果定义放在cpp文件中，而该cpp中没有实例化模板的话，链接时就会找不到实现，导致错误。用户提到的例子在引用[2]中，尝试在头文件声明，源文件定义，但这样可能导致链接错误，除非显式实例化。 那用户的问题是如何实现这种分离呢？可能的解决方案是在源文件中显式实例化所需的模板类型。例如，如果用户知道要用到int和double类型，可以在cpp文件中显式实例化这些类型，这样编译器就会生成对应的代码，链接器就能找到。 另外，引用[3]中的例子展示了如何在类定义中使用模板，但并没有分离定义。可能需要结合显式实例化的方法来实现分离。需要详细说明步骤：头文件中声明类和成员函数，源文件中定义成员函数并显式实例化，同时用户使用时必须包含头文件，并且只能使用已经实例化的类型。 需要注意的是，这种方法限制了模板的通用性，因为只有显式实例化的类型才能使用。如果用户需要支持所有类型，还是必须将定义放在头文件中。所以，在回答中要说明两种方法的优缺点，让用户根据需求选择。 最后，要验证示例代码的正确性，确保头文件和源文件的写法正确，显式实例化的语法正确，以及用户在使用时不会遇到链接错误。还要提醒用户，如果忘记实例化特定类型，会导致链接错误，因此这种方法需要预先知道所有可能的类型。</think>在C++中实现类模板函数的声明与定义分离需要采用特殊处理方式。以下是具体实现方法和注意事项： ### 一、模板类声明与定义分离的实现步骤 1. **头文件中声明模板类** ```cpp // MyClass.h template<typename T> class MyClass { public: void templateFunc(T param); // 声明模板成员函数 }; ``` 2. **源文件中定义模板函数** ```cpp // MyClass.cpp #include "MyClass.h" template<typename T> void MyClass<T>::templateFunc(T param) { // 函数实现 } ``` 3. **显式实例化模板** ```cpp // 在MyClass.cpp末尾添加显式实例化 template class MyClass<int>; // 实例化int类型 template class MyClass<double>; // 实例化double类型 ``` ### 二、关键注意事项 1. **显式实例化限制**：使用该方法后，模板只能用于显式实例化的类型（如示例中的int/double），未实例化的类型将导致链接错误[^1] 2. **维护成本**：每增加一个需要支持的类型，就必须在源文件中添加对应的显式实例化语句 3. **文件包含关系**： - 头文件仍需包含模板成员函数的声明 - 源文件中需要完整定义模板实现 - 使用者必须包含头文件 ### 三、替代方案建议 对于需要支持任意类型的场景，推荐采用标准做法： ```cpp // MyClass.h template<typename T> class MyClass { public: void templateFunc(T param) { // 直接在此处实现函数 } }; ``` 这种传统方式允许模板支持所有类型，但会暴露实现细节[^2] ### 四、工程实践示例 ```cpp // Stack.h template<typename T> class Stack { private: struct Node { T data; Node* next; }; Node* top; public: void push(T value); T pop(); }; // Stack.cpp #include "Stack.h" template<typename T> void Stack<T>::push(T value) { // 入栈实现 } template<typename T> T Stack<T>::pop() { // 出栈实现 } // 显式实例化 template class Stack<int>; template class Stack<std::string>; ``` 此实现中，Stack类只能处理int和string类型的数据[^3]
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