Warum kann ich C-Klassenimplementierungen mit Vorlagen nicht in Header- und Quelldateien aufteilen?

Aufteilen von C-Klassen mit Vorlagen in Headerdateien (.hpp) und Quelldateien (.cpp): Erkundung der Einschränkungen

C-Klassen mit Vorlagen stellen eine dar Eine besondere Herausforderung besteht darin, sie in Header-Dateien (.hpp) und Quelldateien (.cpp) aufzuteilen. Dieser Ansatz mag intuitiv erscheinen, es treten jedoch Kompilierungsfehler auf, wenn die Implementierung in einer separaten CPP-Datei gespeichert ist.

Warum ist diese Aufteilung nicht machbar?

Im Gegensatz zu nicht -Template-Klassen, Template-Klassen sind in der Header-Datei nicht vollständig definiert. Stattdessen generiert der Compiler für jede Instanziierung der Vorlage eine separate Klassendefinition. Dieser Prozess erfordert Kenntnisse über den tatsächlich in der Instanziierung verwendeten Datentyp, der nicht verfügbar ist, wenn die Implementierung in einer separaten .cpp-Datei erfolgt.

Folge: Undefinierte Symbole

Daher kann der Linker die in der CPP-Datei definierten Symbole nicht finden, was zu undefinierten Referenzfehlern führt. Das Kompilieren der .cpp-Datei als unabhängige Objektdatei löst das Problem nicht, da die erforderlichen Klasseninformationen nicht im resultierenden Objekt enthalten sind.

Alternativer Ansatz: Trennung von Datenstrukturen und Algorithmen

Um dieser Einschränkung zu begegnen, wird empfohlen, die Datenstrukturen und Algorithmen in Vorlagenklassen zu trennen. Indem Sie nur die Datenstrukturen im Header der Vorlagenklasse definieren, können Sie Implementierungsdetails in separaten, nicht auf Vorlagen basierenden Klassenbibliotheken ausblenden, die die Vorlagenklassen nutzen oder mit ihnen arbeiten.

Fazit

Obwohl es verlockend sein mag, C-Klassen mit Vorlagen in .hpp- und .cpp-Dateien aufzuteilen, steht dieser Ansatz vor unüberwindbaren Kompilierungsherausforderungen. Die einzig praktische Lösung besteht darin, Klassen mit Vorlagen zu entwerfen, die Datenstrukturen anstelle von Algorithmen darstellen, was die Trennung von Implementierungsdetails in Klassenbibliotheken ohne Vorlagen ermöglicht.

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