C++模板类拆分实现时如何避免重复编写样板代码？

1. 类内直接实现成员函数 #

这是成本最低的方案，模板类成员函数默认带inline属性，直接写在类定义内部不会触发ODR冲突，完全避免重复的模板前缀、类名限定代码，效果和拆分到tpp文件实现完全一致，绝大多数开源模板库都采用这种写法，适合实现逻辑较短的方法。
示例：

template<typename T>
class MyClass
{
    T myObj;

public:
    MyClass(T& obj) : myObj(obj) {
        // 实现逻辑直接写在这里
    }
    void set(T& obj) {
        myObj = obj;
    }
    T get() {
        return myObj;
    }  
};

2. 宏封装重复前缀 #

如果必须拆分声明和实现，宏是经过大量项目验证的可行方案，没有额外运行时或编译副作用，仅需定义一次前缀即可大幅减少重复代码，多模板参数场景下收益更高。
在tpp文件开头定义宏：

// Test.tpp 头部
#define MY_CLASS_IMPL template<typename T> MyClass<T>::

后续所有方法实现都可以简化为：

MY_CLASS_IMPL MyClass(T& obj) {
    // 实现逻辑
}

MY_CLASS_IMPL void set(T& obj) {
    myObj = obj;
}

MY_CLASS_IMPL T get() {
    return myObj;
}

如果模板有多个参数，只需要修改宏定义即可，例如模板为template<typename T, typename U, int N>，对应宏修改为#define MY_CLASS_IMPL template<typename T, typename U, int N> MyClass<T,U,N>::。如果担心宏污染，可以在tpp文件末尾添加#undef MY_CLASS_IMPL取消宏定义。

3. 显式模板实例化 #

如果你的模板类仅会被有限的已知类型实例化，可以采用这种方案，完全不需要拆分tpp文件，也无需重复写前缀。
将模板类的声明和实现都放在cpp文件中，末尾显式实例化所有需要用到的参数类型：

// Test.cpp
#include <string>

template<typename T>
class MyClass
{
    T myObj;

public:
    MyClass(T& obj);
    void set(T& obj);
    T get();  
};

template<typename T>
MyClass<T>::MyClass(T& obj) {
    // 实现逻辑
}

template<typename T>
void MyClass<T>::set(T& obj) {
    myObj = obj;
}

template<typename T>
T MyClass<T>::get() {
    return myObj;
}

// 显式实例化需要的类型，仅支持列出的类型作为模板参数
template class MyClass<int>;
template class MyClass<std::string>;

该方案的缺点是不支持用户传入未提前声明的自定义类型作为模板参数，仅适合内部使用、参数类型可控的场景。

4. C++20模块 #

如果项目最低支持C++20标准，可以使用模块代替传统头文件拆分，模板类的声明和实现可以写在同一个模块单元内，不需要重复编写模板前缀和类名限定，也不会有头文件重复包含问题。

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