使用（模拟）模板头文件时的“多重定义”

Question

我知道 C++ 模板函数的定义必须放在头文件中。然而，出于提高我正在制作的（可能）大型库的可读性和结构的原因，我将声明与实现分开，放入“模拟”标头（其中#include实现文件，非常类似于这种文件结构）。请注意，我是否知道模板化函数的实现必须在编译时包含在内，并且我正在这样做。

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简而言之，当我将非模板化函数声明添加到实现文件中时，出现“多重定义”错误。下面是带有示例的长解释。

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当“模拟”头文件+实现文件对仅包含模板化函数的声明/实现对时，一切正常。当我仅在实现文件中添加新模板化函数的实现时，它也可以正常工作。

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工作示例（当我想使用此功能时我会这样做）#include "algo.h"：main.cpp

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“模拟”头文件 algo.h ：

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#ifndef ALGO_H\n#define ALGO_H\n\nnamespace fl{\n    template <typename Compare>\n    void algo(.. non-templated args .., Compare order = std::less<int>());\n}\n\n#include "tpp/algo.cpp"\n\n#endif // ALGO_H\n

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实现文件 tpp/algo.cpp : (目前只是algo.tpp )
\n注意：使用该tpp/.cpp文件是在初始版本中，现在我使用每个@\xcf\x80\xce\xac\xce\xbd\xcf 的.tpp文件\x84\xce\xb1 \xe1\xbf\xa5\xce\xb5\xe1\xbf\x96 \的建议，解释在最后。

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#ifndef TPP_ALGO\n#define TPP_ALGO\n\n#include "../algo.h"\n\nnamespace fl{\n\n    template <typename Compare>\n    void subFunctionality(Compare order, .. args ..){ /* impl */ }\n\n    template <typename Compare>\n    void algo(.. non-templated args .., Compare order){\n         subFunctionality(order, .. args ..);\n        // implementation\n    }\n}\n\n#endif // TPP_ALGO\n

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当我在实现文件中添加非模板化函数实现时，问题就出现了。tpp/algo.cpp 的（非工作）示例_{^{（当前只是algo.tpp）}}（使用相同的algo.h）：

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#ifndef TPP_ALGO\n#define TPP_ALGO\n\n#include "../algo.h"\n\nnamespace fl{\n\n    template <typename Compare>\n    void subFunctionality(Compare order, .. args ..){ /* impl */ }\n\n    void moreSubFun(.. args ..) { /* impl */ }\n\n    template <typename Compare>\n    void algo( .. non-templated args ..., Compare order){\n         subFunctionality(order, .. args ..);\n         moreSubFun(.. args ..);\n         // more stuff\n    }\n}\n\n#endif // TPP_ALGO\n

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我收到“多重定义”错误（来自我将其包含在 中的位置main.cpp），如下所示：

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obj/Release/main.o                 In function `fl::moreSubFun(...)\':\nmain.cpp                           multiple definitions of `fl::moreSubFun(..)\'\nobj/Release/../tpp/algo.o:algo.cpp first defined here\n

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为什么这种情况只发生在非模板化函数上，而它对于模板化函数却可以正常工作，更重要的是，我该如何解决这个问题？

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我环顾四周，找不到任何有用的东西:(理想情况下，我正在寻找尽可能接近我自己的文件结构的东西（但我会采取任何有效的东西，同时仍然使用一些分离“mock” .h+ tpp/.cpp)。我是否必须将额外的子功能放入单独的非模板文件对中.h/.cpp，或者是否有其他解决方案？（理想情况下，最终用户不应看到子功能） 。

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inline我不愿意在定义时使用，fl::moreSubFunc(..)因为函数相当大（并且我被教导inline最好只与小函数一起使用）。这确实解决了问题，但我正在寻找是否有不同的解决方案。

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我正在工作Code::Blocks，使用gcc version 4.7.2. tpp/.cpp这是我的实现文件是（扩展名）的最初原因.cpp，因为Code::Blocks默认情况下不支持它。根据@\xcf\x80\xce\xac\xce\xbd\xcf\x84\xce\xb1 \xe1\xbf\xa5\xce\xb5\xe1\xbf\x96 \ 的建议（往下看）。

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后期编辑（在我教找到解决方案后）我教了@\xcf\x80\xce\xac\xce\xbd\xcf\x84\xce\xb1 \xe1\xbf\xa5\xce\xb5\xe1\xbf\x96 \的回答解决了问题。我调整Code::Blocks为接受.tpp文件（将其视为头文件或源文件）。最初，这个解决方案是有效的。

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但是，只有当algo.h文件仅包含在另一个文件中时，此解决方案才有效：当我仅将其包含在main.cpp中时。然而，一旦我尝试将其包含在另一个使用这些算法（除了main.cpp之外）的源文件（例如algo2.cpp ）中，多重定义问题又回来了。

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最重要的是，只要我将 algo.h 包含在多个文件中，问题仍然存在，并且我仍在寻找解决方案。

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Answer 1

出现问题是因为函数模板在链接时的处理方式与“普通”自由函数不同。函数必须遵守单一定义规则（ODR）；也就是说，它们必须在不超过一个翻译单元中定义。否则，当您到达链接时间时，您最终会遇到多个定义错误，如您引用的错误。同样的规则也适用于一般的类、类型和对象。

这似乎完全排除了模板的使用；它们必须完全包含在使用它们的每个翻译单元中。然而，ODR 对少数情况进行了例外处理。引用维基百科：

有些东西，比如类型、模板和外部内联函数，可以在多个翻译单元中定义。对于给定实体，每个定义必须相同。不同翻译单元中的非外部对象和函数是不同的实体，即使它们的名称和类型相同。

这就是为什么您不会在模板函数中遇到多个定义错误。在链接时，链接器找到重复的符号定义并删除所有重复项（只要它们全部相等；否则，这将是一个错误）。因此，您的程序可以成功链接到每个所需符号的精确定义。

对于您的情况，出现问题是因为您在多个翻译单元（.cpp包含文件的任何位置）中包含非模板函数。有几种方法可以解决这个问题：

1. 如果模板函数是类的一部分，您也可以将非模板函数移至该类中。这会将其置于所属模板类的符号重复数据删除保护伞下。

2. 将函数标记为内联。

3. 将非模板函数分解到另一个.cpp文件中，然后单独编译。这将是唯一容纳他们的翻译单位。