C++ テンプレートのファイル分割

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C++ のテンプレートクラスのファイル分割についての自分用メモです.

基本

C++ のテンプレートは、基本的にヘッダファイルで宣言・定義しなければならない。
ヘッダファイルとソースファイルでファイル分割したい場合は、明示的に宣言をする必要がある。

test_template.h
template <class T>
class TestTemplate
{
    public:
        TestTemplate() = default;

        T Add(T a, T b);
}
test_template.cpp
#include "test_template.h"

template <class T>
T TestTemplate<T>::Add(T a, T b)
{
    return a + b;
}

// 明示的に宣言
template class TestTemplate<double>;
main.cpp
#include "test_template.h"

int main()
{
    TestTemplate<double> test_template;
    double result = test_template.Add(1, 2);

    return 0;
}

しかし、テンプレートクラスに内部クラスやtypedef宣言があった場合は、それについても明示する必要がある。

内部クラスやtypedef宣言がテンプレートクラス内にある場合

test_template2.h
template <class T>
class TestTemplate2
{
    public:
        struct InnerStruct
        {
            T member;
        }

        TestTemplate2() = default;

        void setMember(const InnerStruct& s);
        InnerStruct getMember() const;

    private:
        InnerStruct inner_;
}
test_template2.cpp
#include "test_template2.h"

template <class T>
void TestTemplate2<T>::setMember(const InnerStruct& s)
{
    inner_ = s;
}

// typename が必要
template <class T>
typename TestTemplate2<T>::InnerStruct TestTemplate2<T>::getMember() const
{
    return inner_;
}

// 明示的に宣言
template class TestTemplate2<double>;

テンプレートは、テンプレート引数が確定するまで実体化されない。
そのため、コンパイラはTestTemplate2<T>を未知のクラスとして扱う。
そうなると、TestTemlate2<T>::InnerStructはクラス名、メンバ変数のどちらに該当するかコンパイラはわからない。
このとき、特に指定しないと、コンパイラはメンバ変数として取り扱うので、InnerStructが型名であることを明示的に示すために、typenameを指定する。

参考サイト

ありがとうございました.

https://teratail.com/questions/123776