C++程序员应了解的那些事（115）~类模板的分离式编译（类模板究竟要不要接口与实现分离）

目录

一、引言

二、类模板的分离式编译

模板分离式编译报错示例：“无法解析的外部符号”

无法解析的外部符号

模板分离式编译示例：（在源文件中显式声明要使用的模板实例类型）

 三、类模板的一体化编译

四、我们该如何选择：类模板究竟要不要接口与实现分离

1. 类模板接口与实现分离的优点与缺点

2. 类模板接口与实现放在一起的优点与缺点

3. 你说了那么多，那我们的选择是…

五、拓展：为什么C++编译器不能支持对模板的分离式编译

六、扩展：C++类模板声明与实现分离的方法小结：

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一、引言

        只要是接触了 C++ 有一定时间的程序员，都会记住这么一个不成文的规定：

        类模板的声明与实现最好放在同一个头文件中

        这或许是来源于某次错误尝试的下意识的修改，又或许是简单搜索了下 C++ 类模板编译报错的原因，看到了满篇的诸如 “为什么 C++ 编译器不能支持对模板的分离式编译” 的博客，久而久之，就留下了这么一个印象。

        那么实际上，如果你简单的记为 “C++ 编译器是不支持对模板的分离式编译的”，这样又有点以偏概全。那么，最准确的说法是什么呢？C++ 到底支不支持对模板的分离式编译的呢？让我来引用 《Data Structures And Algorithms Analysis In cpp》书中 1.6.5 节中的一段话：

Like regular classes, class templates can be implemented either entirely in theire declarations, or we can separate the interface from the implementation.
However, compiler support for separate compilation of templates historically has been weak and platform specific.

简单翻译下：

就像类一样，类模板是可以将其实现与声明放在一起的，或者也可以将接口与实现分离。
但是呢，编译器由于历史原因对于分离式编译的支持非常弱，并且因平台的不同支持力度有所不同。

        那么接下来，在这一篇博客中，我们首先来探讨下为何类模板分离式编译会出错，以及我们会照着书上的例子，去解决分离式编译的报错问题；

        然后，我们再来分析下，类模板究竟是分离式编译好，还是放在一个头文件中一起编译好。

二、类模板的分离式编译

        在这一节中，我们就像编写一个普通的类一样，实现一个 MemoryCell 类的分离式编译，也就是将接口与实现分离，声明放到 MemoryCell.h 文件中，实现放到 MemoryCell.cpp 文件中，然后再编写一个 test.cpp 文件，看看编译会不会有问题。

模板分离式编译报错示例：“无法解析的外部符号”

Memory.h

#ifndef MEMORY_CELL_H
#define MEMORY_CELL_H
/**
 * A class for simulating a memeory cell.
 */

template 
class MemoryCell
{
public:
  explicit MemoryCell(const Object & initialValue = Object{});
  const Object & read() const;
  void write(const Object & x);

private:
  Object storedValue;
};

#endif

MemoryCell.cpp

#include "MemoryCell.h"

/**
 * Construct the MemoryCell with initialValue.
 */
template 
MemoryCell