分离编译和模板显式实例化

Question

摘要
这个问题是关于在几个不同的翻译单元中实现单个模板类实例化的单独编译。

class A {
public:
  void func1();
  void func2();
  void func3() { /* defined in class declaration */}
}

void A::func1() { /* do smth */ }

文件A2.cpp:

void A::func2() { /* do smth else */ }

现在我尝试用模板类做类似的事情。因为我确切地知道我将需要哪些实例，所以我显式地实例化模板。我单独编译每个实例化，因为成员函数包含相当大的数学表达式，这可能会在高优化级别上大大降低编译器的速度。所以我尝试了以下方法：

文件ta.h：

template <typename T>
class TA {
public:
  void func1();
  void func2();
  void func3() { /* defined in class declaration */}
}

template <typename T>
void TA<T>::func1() { /* do smth */ }
template class TA<sometype>;

template <typename T>
void TA<T>::func2() { /* do smth else */ }
template class TA<sometype>;

这是否意味着即使使用显式实例化也不可能（不允许）单独编译模板类（隐式实例化显然不可能）？

我不在乎，因为我已经得到了我的答案，但是无论谁认为它在这里得到了答案https://stackoverflow.com/questions/495021/why-can-templates-only-be-implemented-in-the-header-file都是错误的。

Answer 1

在重新审视标准之后，我认为唯一合理的选择是使用单个显式模板类实例化与少量“困难”函数的显式成员函数实例化相结合。

这（根据14.7.2p9)将实例化这个类和到目前为止已经定义的所有成员（应该包括除“困难”成员之外的所有内容）。然后，那些选定的成员可以在包含其定义的其他翻译单元中显式实例化。

这将使我的示例如下所示（假设ta1.cpp包含简单的函数，并且TA中唯一“困难”的函数是func2)

template <typename T>
void TA<T>::func1() { /* "simple" function definition */ }

template class TA<sometype>; /* expl. inst. of class */

template <typename T>
void TA<T>::func2() { /* "difficult" function definition */ }

template void TA<sometype>::func2(); /* expl. inst. of member */

免责声明

什么时候有用？不经常。正如其他人在这里提到的，不建议将类的定义拆分到几个文件上。在我的特殊情况下，“困难”函数包含对非平凡类实例的复杂数学运算。C++模板并不以编译速度快而闻名，但在这种情况下，它是无法忍受的。这些函数相互调用，这使得编译器需要展开/内联重载的运算符/模板/等来优化它所看到的一切，这是一个漫长而消耗内存的旅程，几乎没有任何改进，但使编译持续数小时。这种将一些函数隔离在单独文件中的技巧将编译速度提高了20倍（并允许并行）。