关于模板代码组织：将模板使用的代码放在哪里答案

【问题标题】：about template code orginisation: where to put code that a template uses关于模板代码组织：将模板使用的代码放在哪里
【发布时间】：2013-11-14 21:45:36
【问题描述】：

我知道模板定义应该放在头文件中。这是否意味着模板使用（直接或间接）的所有类的定义也需要放在头文件中？

我有一个模板，它有很多依赖的类，因此必须将它们全部放在头文件中，否则我会得到“错误 LNK2019：未解析的外部符号”。在代码组织方面有没有更好的解决方案？

例子：

    double inline MainFunction(double price, const Params& params)
    {
        Price<ModeEnum::NORMAL> pricer(price);
        MethodOne<ModeEnum::NORMAL> methodOne;
        return pricer.func(methodOne, params) ;       
    }


template<ModelEnum::Enum Mode>
struct Price
{
    double price;
    typedef double return_type;
    Price(double price_) : price(price_){}

    template<typename T> double func(const T& method, const Params& params) const
    {
        const typename T::PriceFactor factor(params);
        return factor ..... ;
    }
};

T::PriceFactor 实际上是 B 类，它是在模板 MethodOne 中定义的类型定义。因此，我必须将 B 类的构造函数以及它使用的所有（很多）函数和类放在头文件中。

【问题讨论】：

您仍然可以使用#include 来分隔文件之间的各种类。你能举个小例子，只是用虚拟的类名吗？
Forward declare 尽你所能。
好吧。这是模板。所以我猜身体也很重要

标签： c++ templates header

【解决方案1】：

简单的答案是：当模板被实例化时，所有代码都需要对编译器可见。如果代码不可见，编译器将不会进行实例化，您需要提供显式实例化。显式实例化是否可行，取决于模板的性质：

适用于多种类型的模板，例如，std::vector<T> 之类的模板可能希望完全在标头中实现。您可以将函数模板的声明和定义分开，但将这些部分放在不同的文件中没有多大意义。
适用于少数类型的模板，例如，std::basic_ostream<cT> 用char、wchar_t 实例化，并且可能在某些时候用char16_t 和char32_t 进行实例化，可能希望在标题中声明并定义在另一个 not 自动包含的标题中。相反，带有定义的标头仅包含在显式实例化类模板的特殊实例化文件中。
某些模板为具有不同属性的类提供相同的接口。 std::complex<T> 曾经是这种情况，可以用float、double 和long double 实例化。对于这样的模板，标题只会包含声明，而定义将进入合适的翻译单元。
与上述讨论正交的一个主题是将公共部分分解出来，理想情况下，将非模板分解为具有较少实例化的模板：很可能采用一个非常通用的接口，但在实现它作为模板实现的一部分，以某种方式弥合差距为代价的更具限制性的接口。在这种情况下，“有趣”的实现可能会进入源文件而不是头文件，并且接口中的模板只是将传入的类型调整为实际的实现。

当上面提到代码将被放入源文件时，显然只适用于非平凡代码：出于性能原因，简单的转发函数可能应该保留inline 函数。但是，这些往往不是有趣的函数模板，会导致大量依赖。

有关如何组织模板代码的更完整的文章，请参阅blog entry。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果它很简单，我只是把它们放在一个标题中：

//simple_template.h
#ifndef SIMPLE_TEMPLATE_H
#define SIMPLE_TEMPLATE_H
template <typename T>
class SomethingSimple
{
public:
  T foo() { return T();}
};
#endif

如果更复杂，我创建一个“内联标题”（并使用 google 样式指南中的命名约定）来获取：

//complicated_template.h
#ifndef COMPLICATED_TEMPLATE_H
#define COMPLICATED_TEMPLATE_H
template <typename T>
class SomethingComplicated
{
public:
  T foo();
};
#include "compilcated_template-inl.h"
#endif

//compilcated_template-inl.h
#ifndef COMPLICATED_TEMPLATE_INL_H
#define COMPLICATED_TEMPLATE_INL_H
#include "complicated_template.h"
template <typename T>
T SomethingComplicated<T>::foo() {/*lots of code here*/; return T();}
#endif

这样，complex_template.h 可读性很好，但是任何使用模板的人都可以只包含该标题。例如，

//uses_template.h
#ifndef USES_TEMPLATE_H
#define USES_TEMPLATE_H
#include "complicated_template.h"
class something_using_complicated
{
private:
   SomethingComplicated<int> something_;
};

注意：如果使用模板的类也是模板类，那么您将被困在仅标题库中。这就是为什么 BOOST 主要是 headers。

【讨论】：