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소스 코드 조직(C++ 템플릿)

클래스 템플릿을 정의할 때 멤버 정의가 컴파일러에 필요할 경우 표시되도록 소스 코드를 구성해야 합니다. 포함 모델이나 명시적 인스턴스화 모델을 사용할 수 있습니다. 포함 모델에서는 템플릿을 사용하는 모든 파일에 멤버 정의를 포함합니다. 이 방식은 가장 단순하며 템플릿에 구체적인 형식을 사용할 수 있다는 면에서 가장 유연합니다. 단점은 컴파일 시간이 늘어날 수 있는 것입니다. 프로젝트 또는 포함된 파일 자체가 큰 경우 시간이 중요할 수 있습니다. 명시적 인스턴스화 방식을 사용하면 템플릿 자체에서 구체적인 클래스 또는 클래스 멤버를 특정 형식에 맞게 인스턴스화합니다. 이 방식은 컴파일 시간을 단축할 수 있지만, 템플릿 구현자를 미리 사용하도록 설정한 클래스에만 사용할 수 있습니다. 일반적으로 컴파일 시간이 문제가 되는 경우를 제외하고는 포함 모델을 사용하는 것이 좋습니다.

배경

템플릿은 컴파일러가 템플릿 또는 해당 멤버에 대한 개체 코드를 생성하지 않는다는 점에서 일반 클래스와 같지 않습니다. 템플릿이 구체적인 형식으로 인스턴스화될 때까지 생성할 것이 없습니다. 컴파일러에서 MyClass<int> mc;과 같은 템플릿 인스턴스화가 발생하는 데 해당 시그니처가 있는 클래스가 아직 없으면 새 클래스를 생성합니다. 또한 사용되는 멤버 함수의 코드를 생성하려고 합니다. 이러한 정의가 컴파일되는 .cpp 파일에서 직접 또는 간접적으로 #included 않은 파일에 있는 경우 컴파일러는 해당 정의를 볼 수 없습니다. 컴파일러의 관점에서 볼 때 반드시 오류가 아닌 것은 아닙니다. 함수는 링커가 찾을 다른 번역 단위에 정의될 수 있습니다. 링커에서 해당 코드를 찾지 못하면 해결되지 않은 외부 오류가 발생합니다.

포함 모델

템플릿 정의를 변환 단위 전체에 표시하도록 설정하는 가장 일반적이고 간단한 방법은 헤더 파일 자체에 정의를 넣는 것입니다. 템플릿을 사용하는 모든 .cpp 파일은 헤더에 #include 만 있습니다. 이 방법은 표준 라이브러리에서 사용됩니다.

#ifndef MYARRAY
#define MYARRAY
#include <iostream>

template<typename T, size_t N>
class MyArray
{
    T arr[N];
public:
    // Full definitions:
    MyArray(){}
    void Print()
    {
        for (const auto v : arr)
        {
            std::cout << v << " , ";
        }
    }

    T& operator[](int i)
   {
       return arr[i];
   }
};
#endif

이 방식을 사용하면 컴파일러가 전체 템플릿 정의에 액세스할 수 있고 임의 형식의 템플릿을 필요에 따라 인스턴스화할 수 있습니다. 간단하고 비교적 쉽게 유지 관리할 수 있습니다. 그러나 포함 모델은 컴파일 시간이 길다는 단점이 있습니다. 큰 프로그램에서, 특히 템플릿 헤더 자체에 다른 헤더가 #포함된 경우 이 단점이 상당할 수 있습니다. 헤더를 #includes 모든 .cpp 파일은 함수 템플릿 및 모든 정의의 자체 복사본을 가져옵니다. 링커는 일반적으로 함수에 대한 여러 정의로 끝나지 않도록 항목을 정렬할 수 있지만 이 작업을 수행하는 데 시간이 걸립니다. 작은 프로그램에서는 이런 추가 컴파일 시간이 길지 않을 수 있습니다.

명시적 인스턴스화 모델

프로젝트에 포함 모델이 실행 가능하지 않고 템플릿을 인스턴스화하는 데 사용할 형식 집합을 확실하게 알고 있는 경우 템플릿 코드를 .h 파일로 분리하고 .cpp 파일에서 .cpp 템플릿을 명시적으로 인스턴스화할 수 있습니다. 이 방법은 컴파일러가 사용자 인스턴스화를 발견할 때 볼 수 있는 개체 코드를 생성합니다.

키워드 template 와 인스턴스화하려는 엔터티의 서명을 사용하여 명시적 인스턴스화를 만듭니다. 이 엔터티는 형식 또는 멤버일 수 있습니다. 형식을 명시적으로 인스턴스화하는 경우 모든 멤버가 인스턴스화됩니다.

헤더 파일 MyArray.h 은 템플릿 클래스 MyArray를 선언합니다.

//MyArray.h
#ifndef MYARRAY
#define MYARRAY

template<typename T, size_t N>
class MyArray
{
    T arr[N];
public:
    MyArray();
    void Print();
    T& operator[](int i);
};
#endif

소스 파일 MyArray.cpp 은 명시적으로 인스턴스화하고 template MyArray<double, 5>다음을 수행합니다template MyArray<string, 5>.

//MyArray.cpp
#include <iostream>
#include "MyArray.h"

using namespace std;

template<typename T, size_t N>
MyArray<T,N>::MyArray(){}

template<typename T, size_t N>
void MyArray<T,N>::Print()
{
    for (const auto v : arr)
    {
        cout << v << "'";
    }
    cout << endl;
}

template MyArray<double, 5>;
template MyArray<string, 5>;

이전 예제에서 명시적 인스턴스화는 파일의 맨 아래에 있습니다 .cpp . A는 MyArray 형식에 double 대해서만 String 사용할 수 있습니다.

참고 항목

C++11에서 export 키워드는 템플릿 정의의 컨텍스트에서 더 이상 사용되지 않습니다. 대부분의 컴파일러에서 이 키워드를 지원하지 않았으므로 실제로 영향은 거의 없습니다.

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