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我正在阅读一本关于模板如何工作的书，但我很难理解对模板的这种解释。

它说

当编译器看到模板的定义时，它不会生成代码。它仅在我们实例化模板的特定实例时生成代码。代码仅在我们使用模板时生成（而不是在定义模板时）这一事实会影响我们组织源代码的方式以及检测到错误的方式...要生成实例化，编译器需要具有定义函数模板或类模板成员函数。因此，与非模板代码不同，模板的标头通常包括定义和声明。

“生成代码”到底是什么意思？与常规函数或类相比，我不明白编译函数模板或类模板有什么不同。

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编译器为模板类实例化中给出的特定类型生成代码。

例如，如果您有一个模板类声明

template<typename T>
class Foo
{
public:
     T& bar()
     {
         return subject; 
     }
private:
     T subject;
};

只要你有例如以下实例

Foo<int> fooInt;
Foo<double> fooDouble;

这些将有效地生成与您定义的类相同的可链接代码，例如

class FooInt
{
public:
     int& bar()
     {
         return subject; 
     }
private:
     int subject;
}

和

class FooDouble
{
public:
     double& bar()
     {
         return subject; 
     }
private:
     double subject;
}

并实例化变量，如

FooInt fooInt;
FooDouble fooDouble;

关于模板定义（无论模板如何都不要与声明混淆）需要与头（包含）文件一起看到的这一点，原因很清楚：
编译器无法在没有看到定义的情况下生成此代码。它可以指的是在链接阶段首先出现的匹配实例。

非模板成员函数有什么允许在模板函数没有的标头之外定义它？

非模板类/成员/函数的声明为链接器提供了预定义的入口点。该定义可以从已编译目标文件（== .cpp ==编译单元）中看到的单个实现中得出。
相反，模板化类/成员/函数的声明可以从给定相同或不同模板参数的任意编译单元实例化。这些模板参数的定义至少需要查看一次。它可以是通用的或专用的。

请注意，无论如何您都可以为特定类型专门化模板实现（包含在标头中或在特定的编译单元中）。如果您要在您的编译单元之一中为您的模板类提供专门化，并且不要将模板类与除专门化之外的类型一起使用，那么将它们链接在一起也应该足够了。

我希望这个示例有助于阐明编译器的不同之处和所做的努力。

于 2013-11-05T20:34:48.110 回答
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模板是用于创建代码的模式。当编译器看到模板的定义时，它会记录该模式。当它看到使用该模板时，它会挖掘出它的注释，弄清楚如何在使用它的地方应用该模式，并根据该模式生成代码。

于 2013-11-05T20:50:12.177 回答
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编译器在看到模板时应该做什么？为所有可能的数据类型生成所有机器代码 - 整数、双精度、浮点数、字符串……可能需要很多时间。或者只是有点懒惰并根据需要生成机器代码。

我想后一种选择是更好的解决方案并且可以完成工作。

于 2013-11-05T20:43:01.237 回答
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这里的要点是编译器在遇到模板的某个实例之前不会处理模板定义。（然后它可以继续，我猜，就像它有一个普通的类，这是模板类的一个特定情况，具有固定的模板参数。）

您的问题的直接答案是：编译器从用户 c++ 代码生成机器代码，我认为这是 wat 在这里的意思是“生成代码”一词。

模板声明必须在头文件中，因为当编译器编译一些使用模板的源时，它只有头文件（包含在源中，带有#include 宏），但它需要整个模板定义。所以合乎逻辑的结论是模板定义必须在标题中。

于 2013-11-05T20:39:12.787 回答
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当你创建一个函数并编译它时，编译器会为它生成代码。许多编译器不会为未使用的静态函数生成代码。

如果您创建了一个模板化函数并且没有使用该模板（例如 std::sort），则不会生成该函数的代码。

请记住，模板就像模具。模板告诉如何使用给定的模板参数生成类或函数。如果不使用模板，则不会生成任何内容。

还要考虑编译器不知道如何实现或使用模板，直到它看到所有模板参数都已解析。

于 2013-11-05T20:37:48.813 回答
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它不会立即生成代码。仅在遇到该模板的实例时才生成类或模板代码。也就是说，如果您实际上是在创建该模板定义的对象。

本质上，模板允许您从类型中抽象出来。如果您需要模板类的两个实例化，例如一个 int 和一个 double，编译器会在您需要时为您创建其中两个类。这就是模板如此强大的原因。

于 2013-11-05T20:35:33.277 回答
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您的 C++ 由编译器读取并转换为汇编代码，然后再转换为机器代码。

模板旨在允许通用编程。如果您的代码根本不使用您的模板，编译器将不会生成相关的汇编代码。将模板与程序中关联的数据类型越多，生成的汇编代码就越多。

于 2013-11-05T20:35:33.517 回答