如何确保显式实例化的C++模板仅编译一次？相关疑问咨询

代码示例 #

mytemplate.h #

template <typename T>
void foo(T* thing, std::string other);

mytemplate.cpp #

template <typename T>
void foo(T* thing, std::string other)
{
  doStuff(thing);
}

template void foo<MyType1>(MyType1* thing, std::string other);
template void foo<MyType2>(MyType2* thing, std::string other);

main1.cpp #

#include "mytemplate.h"

// 其他代码
foo<MyType1>(thing1, other1);
foo<MyType2>(thing2, other2);
// 其他代码

main2.cpp #

#include "mytemplate.h"

// 其他代码
foo<MyType1>(thing, other);
// 其他代码

问题解答 #

1. 该实现是否会让显式实例化的模板仅编译一次？ #

是的。模板函数的完整定义仅存在于mytemplate.cpp中，其他源文件只有模板声明。编译mytemplate.cpp时，显式实例化的foo<MyType1>和foo<MyType2>会被编译为具体的机器码，生成对应的目标文件。而main1.cpp、main2.cpp在编译阶段只会生成调用这些函数的指令，不会重复实例化编译模板。整个项目中这两个模板实例只会被编译一次，链接阶段直接复用mytemplate.cpp生成的目标文件中的函数实现。

2. 代码其他位置能否用不同模板参数隐式实例化该模板？ #

不能。其他源文件仅能看到模板的声明，没有访问到模板的定义。如果在某个源文件中尝试调用foo<MyType3>(...)这类未显式实例化的版本，编译器在编译该源文件时无法获取模板定义来完成隐式实例化，最终会触发链接错误（提示找不到foo<MyType3>的函数定义）。只有在mytemplate.cpp中显式实例化的模板参数版本才会被编译生成可调用的函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者monkey_brain_444