C++特化模板函数的符号多重定义错误问题

我正在用一个基于模板的库源代码，该库包含一些针对特定类型的模板函数特化。类模板，函数模板和模板函数特化都在头文件中。我在我的.cpp文件中 #include 头文件并编译链接工程。但是为了在整个工程中使用该库，我将头文件包含在 stdafx.h 中，结果出现特化模板函数的符号多重定义错误。我要如何组织头文件才能避免多重符号定义错误？我用 /FORCE:MULTIPLE，但我想用一个更好的解决方法。

实际上，确实用更好的解决方法。稍后我会解释，但首先让我重温一下模板函数特化是如何工作的。假设你有一个比较两个基于 operator> 和 operator== 对象的模板函数：

template <typename T>
int compare(T t1, T t2)
{
   return t1==t2 ? 0 : t1 > t2 ? 1 : -1;
}

该模板根据地一个参数是否等于、大于、或小于第二个参数而分别返回零或+/-1。它是典型的用于集合排序时的排序函数。它假设类型 T 具备 operator== 和 operator> 操作，并支持 int，float，double 或 DWORD 类型。但它不能应用于比较自负串（char* 指针），因为这个函数比较的是串指针，而不是字符串本身：

LPCTSTR s1,s2;
...
int cmp = compare(s1,s2); // s1<s2? Oops!

为了能进行字符串比较，你需要一个使用 strcmp 或其 TCHAR 版本 _tcscmp 的模板特化：

// specialization for strings
template<>
int compare<LPCTSTR>(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2)
{
    return _tcscmp(s1, s2);
}

没错，这样做完全正确，现在的问题是：将这个特化放在何处？显然是要放在模板的头文件中。但这样会导致符号多重定义的错误，就像 Lee 遇到的那样。原因很明显，模板特化是一个函数，而非模板。它与下面的写法是一样的：

int compare(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2)
{
    return _tcscmp(s1, s2);
}

没有理由不在头文件中定义函数——但是一旦这样做了，那么你便无法在多个文件中 #include 该头文件。至少，肯定会有链接错误。怎么办呢？

template<>
inline int compare<LPCTSTR>(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2)
{
    return _tcscmp(s1, s2);
}

对于大多数模板库而言，这是最容易和最常见的解决方案。因为编译器直接扩展内联函数，不产生外部符号，在多个模块中 #include 它们没有什么问题。链接器不会出错，因为不存在多重定义的符号。对于像 compare 这样的小函数来说，inline 怎么说都是你想要的（它更快）。
但是，如果你的特化很长，或出于某种原因，你不想让它成为 inline，那要如何做呢？此时可以做成 extern。语法与常规函数一样：

// in .h header file
template<>
extern int compare<LPCTSTR>(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2);

当然，你得在某个地方实现 compare。部分细节如 Figure 7 所示。我在单独的模块 Templ.cpp 中实现了特化，它与主工程链接。Templ.h 被 #include 在 stdafx.h 中，而 stdafx.h 又被 #include 在 Templ.cpp 和主模块两个文件中——生成工程没有链接错误。去下载源代码自己尝试一下吧。
如果你正在为其他开发人员写模板库，extern 方式会很不爽，因为你必须创建一个带目标模块的链接库（lib），它包含有特化。如果你已经有了一个这样的 .lib，也没什么；如果没有，你可能会想方设法避免引入这样的库。仅用头文件实现模板是更好的方法（麻烦少）。最容易的方式是用 inline，此外，你还能将你的特化放在单独的头文件中，使之与其声明分开并要其他开发人员只在一个模块中 #include 特化。还有一个可选的方法是将所有东西放在一个文件中，并用预处理符号控制实例化：

#ifdef MYLIB_IMPLEMENT_FUNCS
template<>
int compare<LPCTSTR>(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2)
{
    return _tcscmp(s1, s2);
}
#endif

使用该方法，所有模块都包含此头文件，但在包含它之前，只有一个 #define MYLIB_IMPLEMENT_FUNCS。这个方法不支持预编译头，因为编译器用 stdafx.h 中的任何 MYLIB_IMPLEMENT_FUNCS 值加载预编译版本。
避免符号多重定义错误的最后同时也是用得最少的一个方法是将特化做成 static：

template<>
static int compare<LPCTSTR>(LPCTSTR s1, LPCTSTR s2)
{
    return _tcscmp(s1, s2);
}

c++模板概念