C++模板声明与实现分开–由此想到的编译，链接原理

参考了以下两篇文章：

C++编译链接原理简介 

语言程序编译过程 2

问题来源：当模板文件的实现与声明分开在不同文件中时，链接时会提示找不到相应模板函数，如下

一，编译和链接的大概原理：

1，编译，遍历工程的所有代码文件，进行文件分析，这里的分析与文件后缀无关，并不是说以CPP文件为依据，源文件后缀名可以改为任何名字。

编译以文件为单位，将此文件#include的所有文件拿进来，写进此文件中，包含进来的东西可能是函数声明，也可能是函数的实现体。

如果#include "test.h"，则包含进来的是一些函数和变量的声明，如果 #include "test.cpp"，则其中的函数实现代码也被包含进来了。

编译的结果是一个obj文件，如test.cpp编译后是一个test.obj文件，里面是二进制的汇编指令。

此时，每个编译单元编译完成后，会提供三个表用于后面链接，这三个表分别是【未解决符号表】，【已解决符号表】，【重定向表】

已解决符号表是本编译单元中定义的所有符号，包括变量和函数。

未解决符号表是本编译单元中用到的外部符号，包括变量和函数。

重定向表是用于计算每个编译单元在最终链接完成的EXE中的偏移地址。

2，链接，对所有的obj文件进行拼接。

为什么要拼接？对于每个obj文件，其中若调用了其它文件的函数（外部调用），就需要知道此外部函数的具体实现，这在编译时是不关心的。

这时候去查找所有obj文件的【已解决符号表】中查找此外部函数的实现体，若有两个以上的obj都有此实现，则链接出错，因为函数实现不唯一了，这不允许。此错误就是常见的

XXX 已经在 xxx.obj中定义了，如下：

 二，实例分析

1，一个头文件被多个CPP包含时编译链接正确，一个CPP文件被多个其它CPP文件包含时编译正确，链接出错，报错为 XXX 已经在 xxx.obj中定义。

因为CPP中有函数的实现体，每被包含一次就多了一个实现，导致一个函数在不同CPP文件中被多次实现，重复了。

头文件被多次包含为什么没问题？关键是每个头文件开头都有宏 #pragma once，该宏确保了头文件只会被包含一次

2，模板文件的特殊性。

模板文件只有在实例化时才能确定其具体的实现体，所以如果将模板文件的声明和函数体分开在.h和.cpp中，当编译cpp时，并不会产生函数的具体实现体。当在其它文件中#include "template.h"时，会提示找不到函数的定义。

解决方法：在需要使用模板函数的地方，#include "template.cpp"，即包含它的CPP文件，而不是.h文件。

原因：使用模板函数的地方，比如 addobj<cube>()，传了具体的模板类型给函数，这样模板函数就能到CPP文件中找到对应的实现体将cube传给模板参数而实例化了。

3，综合的例子，若一个类中既有模板函数，又有非模板函数，那么只能将模板函数的声明与定义写在一个文件中，分开到两个文件是不行的。

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编译是以CPP为单元进行的，各个编译单元之间相互独立，互不感知。这也是联合联系和多编程编译的基础。
重复包含是什么？
重复包含是一个文件多次包含了另一个文件。
而多个文件都包含了同一个文件不是重复包含。
#pragma once的作用是防止x.h被a.cpp重复包含，而不是防止x.h被b.cpp包含后不再被c.cpp包含

文件 x.h
#pragma once
class CA{};

文件 a.cpp
#include "x.h"
#include "x.h"

文件 b.cpp
#include "x.h"

文件 c.cpp
#include "x.h"

原因要从符号表说起，每个CPP编译时都会产生三个表，【已解决符号表】，【未解决符号表】，【重定向表】
1，如上面a.cpp的情况，包含了两次 x.h，这时候x.h中声明的相关符号就会在【已解决符号表】中重复，于是报错。
2，对于上面 b.cpp, c.cpp的情况，由于二者有相互独立的符号表，所以不会报重，不会报错。
在链接时，是从所有符号表中查找相关符号的定义（实现），符号在多个符号表中声明没关系