テンプレート化された C クラス実装をヘッダー ファイルとソース ファイルに分離できないのはなぜですか?

テンプレート化された C クラスをヘッダー (.hpp) ファイルとソース (.cpp) ファイルに分割する: 制約の探索

テンプレート化された C クラスは、ヘッダー (.hpp) ファイルとソース (.cpp) ファイルに分割するという独特の課題があります。このアプローチは直感的に見えるかもしれませんが、実装が別の .cpp ファイルに格納されている場合、コンパイル エラーが発生します。

この分割はなぜ実行できないのですか?

非とは異なります-テンプレート クラス。テンプレート クラスはヘッダー ファイルで完全には定義されていません。代わりに、コンパイラはテンプレートのインスタンス化ごとに個別のクラス定義を生成します。このプロセスには、インスタンス化で使用される実際のデータ型の知識が必要ですが、実装が別の .cpp ファイルにある場合は利用できません。

結果: 未定義のシンボル

その結果、リンカは .cpp ファイルで定義されているシンボルを見つけることができず、未定義の参照エラーが発生します。 .cpp ファイルを独立したオブジェクト ファイルとしてコンパイルしても、必要なクラス情報が結果のオブジェクトに含まれないため、問題は解決されません。

代替アプローチ: データ構造とアルゴリズムの分離

この制限に対処するには、テンプレート化されたクラスのデータ構造とアルゴリズムを分離することをお勧めします。テンプレート クラス ヘッダーのデータ構造のみを定義することで、テンプレート クラスを利用または操作する別の非テンプレート クラス ライブラリで実装の詳細を非表示にすることができます。

結論

テンプレート化された C クラスを .hpp ファイルと .cpp ファイルに分割することは誘惑に駆られるかもしれませんが、このアプローチは克服できないコンパイルの課題に直面します。唯一の現実的な解決策は、アルゴリズムではなくデータ構造を表すようにテンプレート化されたクラスを設計し、テンプレート化されていないクラス ライブラリで実装の詳細を分離できるようにすることです。

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