c++ - 链接有问题

Question

我有 3 个 C++ 文件: 通用堆栈.h:

template <class T> 
class Stack{
 public:
  Stack (int size){
    top = -1;
    MAX_SIZE = size;
    v = new T (size);
  }
  ~Stack(){ delete v;}

  T pop();
  void push (T);

  class Underflow{};
  class Overflow{};

  private:
   int top;
   int MAX_SIZE;
   T* v;
 };

genericStackImpl.c++:

#include "genericStack.h"

template <class T>
void Stack <T> :: push (T c){ 
  if (top == MAX_SIZE - 1) throw Overflow();
  v[++top] = c;
} 

template <class T>
T Stack <T> :: pop(){
  if (top < 0) throw Underflow();
  return v[top--];
}

驱动程序.c++:

#include <iostream>
#include "genericStack.h"
int main(){
 Stack<char> sc(3);
 try{
   while (true) sc.push ('p');
 }
 catch (Stack<char>::Overflow){std::cout << "Overflow caught\n";}
 try{
  while (true) std::cout << sc.pop() << '\n';
 }
 catch (Stack<char>::Underflow){ std::cout << "Underflow caught\n";}
 return 0;
}

当我使用 g++ 4.5 编译时:

g++ -o driver driver.c++ genericStackImpl.c++

我收到这些错误:

/tmp/ccLXRXgF.o: In function `main':
driver.c++:(.text+0x2e): undefined reference to `Stack<char>::push(char)'
driver.c++:(.text+0x3c): undefined reference to `Stack<char>::pop()'
collect2: ld returned 1 exit status

我不明白这是什么问题。如果我在驱动程序文件中移动实现，那么它会编译并运行。

Answer 1

一般来说，模板定义也需要在头文件中。一个异常(exception)是当您显式实例化或使用显式特化时，您都没有这样做。

解决此问题的一种方法是将 genericStackImpl.c++ 的内容移动到其头文件的底部。

这是因为模板函数不是实际函数，它们只是模板。使用(实例化)模板来创建实际 函数，这些就是您链接的对象。

genericStackImpl.c++ 中没有函数。这些函数只会在您使用它们时创建，即编译器第一次看到 sc.push 和 sc.pop 时。不幸的是，当 driver.c++ 尝试创建这些函数时，它找不到模板主体——它们隐藏在 genericStackImpl.c++ 中!相反，它只是编译对这些函数的引用，希望其他文件可以创建它们。

最后，当涉及到链接时，链接器无法在任何地方找到该函数，因此它会报错。

解决这个问题的另一种方法是在 genericStackImpl.c++ 中自己显式实例化这些函数，即

template class Stack<char>;

这将创建函数，链接器将找到它们。

这种方法的问题是它要求您事先知道您将在堆栈中使用什么类型，因此大多数人只是将模板定义放在头文件中。