带有模板的 C++ 共享库：未定义符号错误

Question

我正在尝试使用模板类链接到共享库，但它给了我“未定义的符号”错误。我已经将问题压缩到大约 20 行代码。

shared.h

template <class Type> class myclass {
  Type x;
public:
  myclass() { x=0; }
  void setx(Type y);
  Type  getx();
};

shared.cpp

#include "shared.h"
template <class Type> void myclass<Type>::setx(Type y) { x = y; }
template <class Type> Type myclass<Type>::getx() { return x; }

ma​​in.cpp

#include <iostream>
#include "shared.h"
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) {
   myclass<int> m;
   cout << m.getx() << endl;
   m.setx(10);
   cout << m.getx() << endl;
   return 0;
}

这是我编译库的方式：

g++ -fPIC -c shared.cpp -o shared.o
g++ -dynamiclib -Wl,-dylib_install_name -Wl,libshared.dylib -o libshared.dylib shared.o

还有主程序：

g++ -c main.cpp
g++ -o main  main.o -L. -lshared

只得到以下错误：

Undefined symbols:
"myclass<int>::getx()", referenced from:
  _main in main.o
  _main in main.o
"myclass<int>::setx(int)", referenced from:
  _main in main.o

如果我删除shared.h/cpp 中的“模板”内容，并将它们替换为“int”，一切正常。另外，如果我只是将模板类代码复制并粘贴到main.cpp，并且不链接到共享库，那么一切正常。

如何让这样的模板类通过共享库工作？

我正在使用带有 GCC 4.0.1 的 MacOS 10.5。

Answer 1

除了其他答案之外，您还可以显式实例化模板类。这仅在您事先知道模板参数可能采用的类型时才有用。您使用库中的所有这些类型实例化模板。

要编译您的示例，只需将以下内容添加到 shared.cpp 的末尾：

// Instantiate myclass for the supported template type parameters
template class myclass<int>;
template class myclass<long>;

这将使用 Type=int 实例化模板并将实例化的代码放在共享库中。为您需要的所有类型添加尽可能多的显式实例化。

同样，如果您希望能够使用任意类型参数来实例化模板，那么您必须将定义添加到头文件中，以便编译器知道模板的源代码在其他编译单元中实例化它时。

Answer 2

模板函数定义必须驻留在头文件中。将定义从 shared.cpp 移动到 shared.h。

因此，您不能将其编译为共享库，然后链接到它。它只是不能那样工作。

Answer 3

您还需要在头文件中包含模板类的实现。这是 C++ 中模板的约束。所以要么从 main (#include) 中包含 shared.cpp，要么只是将 shared.cpp 中的代码移到 shared.h 中

Answer 4

编译器必须查看模板的所有代码，因此它可以为您要使用的实际类型生成适当的代码。 所以你应该把所有的代码放在你的 .h 中。文件。