模板为什么不能分离编译

Posted 2022-09-16 白龙码~

文章目录

• gcc/g++
• • 1、预处理（-E）
  • • include头文件时引号与尖括号的区别
  • 2、编译（-S）
  • 3、汇编（-c）
  • 4、链接
• 分离编译
• • 为什么模板不能分离编译
  • 解决方法

在进入正题之前可以了解一下编译的相关知识。

gcc/g++

gcc和g++分别是C和C++的编译器。

1、预处理（-E）

预处理阶段进行头文件展开、宏展开、删除注释、条件编译等操作。

-E选项使得编译器在预处理后就停止编译，比如：gcc -E test.c

注：默认-E选项不会生成文件，只会将预处理后的文件内容打印出来

不过我们可以将预处理后的内容重定向至**.i**文件中，如：

gcc -E test.c -o test.i

其中，-o是指定将预处理的内容写入某一目标文件中（预处理后应当是.i文件）

include头文件时引号与尖括号的区别

1. 区别：

   （1）尖括号的头文件是系统文件，双引号""的头文件是自定义文件。

   （2）编译器预处理阶段查找头文件的路径不一样。

2. 查找路径：

   （1）使用尖括号<>的头文件的查找路径：编译器设置的头文件路径–>系统变量。

   （2）使用双引号""的头文件的查找路径：当前头文件目录–>编译器设置的头文件路径–>系统变量。

2、编译（-S）

编译阶段进行词法分析、语义分析，检查语法是否有误，若无误则将代码翻译成汇编语言。

-S选项只进行预处理和编译，并默认生成一个**.s**文件存储编译后的内容，比如：

gcc -S test.c 或者 gcc -S test.i

该选项可以处理源文件和.i文件

3、汇编（-c）

汇编阶段将汇编语言转为二进制的机器语言。

-c选项会默认生成一个**.o**文件存储二进制内容，比如：

gcc -c test.c

注意：在链接之前不会检查声明的变量和函数是否存在，只会检查语法和某些函数变量是否声明，如果没有声明，则只有警告，目标文件(.o)可以正常生成

4、链接

链接阶段进行目标文件的链接工作，如果没有选项的话，gcc默认执行的就是从预处理到链接的全过程，比如：gcc test.c -o test，该指令就会将test.c编译链接并形成可执行文件test。

分离编译

一个程序由若干源文件共同实现，每一个源文件单独编译并生成目标文件，最后进行链接形成可执行文件的过程称为分离编译模式。

为什么模板不能分离编译

对于模板而言，对其分离编译会出现链接错误，原因是：

如果我们将模板的声明写在.h文件，将定义写在.cpp文件中，那么在预处理时，.h文件展开，并根据模板参数来相应地实例化出对应的函数或类。

但是如果我们想要调用的是模板函数或是模板类里的模板成员函数，那么就会出现问题，因为这些函数的定义是在另外一个文件中，在当前文件中，我们需要将这个函数实例化，但是苦在没有定义，而在另一个文件中，函数有定义，但是并不知道应该实例化成什么类型的，因为不同的源文件是分开编译的。因此，到最后的链接阶段，我们调用的模板函数终究因为找不到函数地址而导致报错。

注：模板属于静态多态，在编译期完成。

解决方法

直接在头文件中声明和定义模板。