模板方法的未定义引用错误

Question

这已经让我疯狂了一个半小时。我知道这是一个小问题，但找不到问题出在哪里（当然，下雨的星期五下午并没有帮助）。

我定义了以下类来保存从文件中读取的配置参数，并允许我从程序中访问它们：

class VAConfig {
    friend std::ostream& operator<<( std::ostream& lhs, const VAConfig& rhs);

private:
    VAConfig();
    static std::string      configFilename;
    static VAConfig*        pConfigInstance;
    static TiXmlDocument*   pXmlDoc;
    std::map<std::string, std::string> valueHash;

public:
    static VAConfig* getInstance();
    static void setConfigFileName( std::string& filename ) { configFilename = filename; }
    virtual ~VAConfig();

    void readParameterSet( std::string parameterGroupName );
    template<typename T> T readParameter( const std::string parameterName );
    template<typename T> T convert( const std::string& value );
};

convert() 方法定义在 VAConfig.cpp 中，其作用是

template <typename T>
T VAConfig::convert( const std::string& value )
{
    T t;
    std::istringstream iss( value, std::istringstream::in );
    iss >> t;
    return t;
}

非常简单。但是当我使用我的主程序进行测试时

int y = parameters->convert<int>("5");

我遇到了一个编译错误：undefined reference to 'int VAConfig::convert<int>...'，readParameter()也是同样的情况。

我查看了很多模板教程，但是仍然无法解决。有任何想法吗？

- recipriversexclusion

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一个半小时还好，...昨天它折磨我3个小时。 - Keith Pinson

Answer 1

模板代码实现不应该放在.cpp文件中：编译器必须同时看到调用它们的代码和模板代码的对象代码，除非您使用显式实例化来生成模板的对象代码，但即使如此，.cpp也是错误的文件类型）。

您需要做的是将实现移动到头文件或类似VAConfig.t.hpp的文件中，然后在使用任何模板成员函数时#include "VAConfig.t.hpp"。

- Seth Johnson

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感谢Seth和Dominic，我将实现移动到了头文件中，并且它能正常工作。在我阅读的任何教程中都没有提到这个方面。那么，为什么编译器需要在调用代码同时看到实现？也就是说，泛型函数在这方面有什么独特之处？ - recipriversexclusion

编译器在实例化模板时需要完整的模板定义 - 以便可以替换模板参数并对其进行评估。 如果您的编译器支持，您可以将模板声明为“extern”，并像使用任何其他成员一样使用它，但需要额外的链接时间工作。GCC支持此扩展。它将成为C++0x标准的一部分。 - greyfade

有一些技巧可以避免使用模板，其中之一是前向声明模板特化。-1 表示“绝不应该”。 - rr-

你在2009年回答了我的问题，在9年后又帮助了我，非常感谢 :) - IC_

为什么使用显式实例化时，'.cpp'是错误的？ - Jimmy T.

我认为我当时（13年前！）的意思是，显式实例化可以补充隐式实例化，因此将定义保留在头文件中，以便稍后在其他类型上进行实例化。当然，如果您100％确定（有时候是这种情况，例如枚举模板），那么只需要.cpp就足够了。 - Seth Johnson

Answer 2

如果你将模板方法（convert和readParameter）的实现移动到头文件中，它应该可以工作。

编译器必须在实例化模板函数的地方访问模板函数的实现。

- dma

Answer 3

一个模板方法只是一个...方法的模板。模板参数在实例化方法时填写。

应该可以构建一个编译器，它满足模板方法的声明，并且有一个“模板编译”步骤来编译所有需要的模板方法实例。

但是，微软的VC并非如此。我听说在Unix上是这种情况。

大多数编译器在请求时实例化模板方法，在源代码中使用它们。为了实例化该方法，编译器必须“看到”模板函数体。这就是为什么通常将函数体放在头文件中或例如.h.cpp文件中的原因，然后将其包含在.h文件的最后一行。

- xtofl

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你所描述的是“外部模板”。它已经被GCC作为扩展支持了很长时间，并包含在下一个C++标准版本中。Visual C++应该在下一个版本的当前测试版中支持它。 - greyfade

.h还是.cpp或.hpp？ - Naveen