大家在使用C++代碼時或多或少都會使用到模板，使用模板時應該都是把定義放在了頭文件中，因為放在源文件中定義會編譯失敗。

那問題來了，模板中的函數定義一定要寫在頭文件中嗎？

先說結論：不一定要放在頭文件中，定義也可以放在源文件中，但操作起來還是有點麻煩的。

繼續往下看看

先看一段正常的模板代碼：

// template.h
#include 


template <typename T>
struct TemplateTest {
    T value;
    void func();
};


template <typename T>
void TemplateTest::func() {
    std::cout << typeid(T).name() << std::endl;
}


// test_template.cc
#include "template.h"


int main() {
    TemplateTest<int> test;
    test.func();
    return 0;
}

這段代碼沒啥毛病，因為實現放在了頭文件中，也會正常輸出。

如果我把函數定義放在源文件中呢，會怎么樣？

// template.h
#include 


template <typename T>
struct TemplateTest {
    T value;
    void func();
};


// template.cc
template <typename T>
void TemplateTest::func() {
    std::cout << typeid(T).name() << std::endl;
}


// test_template.cc
#include "template.h"


int main() {
    TemplateTest<int> test;
    test.func();
    return 0;
}

嗯，不出意外，編譯報錯了，報了個沒有某個函數實現的error：

/tmp/ccPghOjU.o: In function `main':
test_template.cc:(.text+0x1f): undefined reference to `TemplateTest::func()'
collect2: error: ld returned 1 exit status

為什么沒有此函數定義？

先補充個基礎知識，模板的本質。本質其實就是類型泛化，可以用一個T代替多種類型，對于上面的模板，假如有此種使用：

TemplateTest<int> test;

那模板最終可能變成這樣：

struct TemplateTest_int {
    int value;
    void func() {
        std::cout << typeid(int).name() << std::endl;
    }
};

如果有這兩種使用：

TemplateTest test;
TemplateTest<float> test;

那模板最終可能會變成這樣：

struct TemplateTest_int {
    int value;
    void func() {
        std::cout << typeid(int).name() << std::endl;
    }
};


struct TemplateTest_float {
    float value;
    void func() {
        std::cout << typeid(float).name() << std::endl;
    }
};

模板最終會展開成什么樣，取決于用戶是怎么使用它的。

那回到上面的問題，為什么把定義放在源文件中，編譯就失敗了呢，因為每個源文件的編譯都是獨立的，盡管在test_template.cc進行了TemplateTesttest的使用，但是在template.cc中卻感知不到，所以也就沒法定義相關的實現。

思路來了，只需要讓template.cc中感知到T有int類型的情況，那編譯應該就沒問題。這里有個語法，叫模板實例化，像這樣：

template struct TemplateTest<int>;

把這行代碼放在template.cc中：

// template.cc
#include "template.h"


template <typename T>
void TemplateTest::func() {
    std::cout << typeid(T).name() << std::endl;
}


template struct TemplateTest<int>;

整個代碼的編譯就沒得問題了，通過這種方式即可以實現模板函數聲明與實現的分離。

這也印證了上面的結論。

這里我再拋出 幾個問題 ，大家可以討論討論：

• 模板的使用是否會導致代碼段體積增大？怎么解決？
• 模板的函數定義放在了頭文件中，好多個源文件都include此頭文件，是否會導致函數的multi definition類型的鏈接報錯？實際使用中貌似沒有報錯，為什么？大家有想過嗎？