与字符串一起使用时对函数模板的未定义引用 (GCC)答案

【问题标题】：Undefined reference to function template when used with string (GCC)与字符串一起使用时对函数模板的未定义引用 (GCC)
【发布时间】：2026-01-11 06:05:02
【问题描述】：

我需要在 C++ 中编写一个模板化函数replace_all，它将接受一个字符串、wstring、glibmm::ustring 等，并将所有出现在subject 中的search 替换为replace。

replace_all.cc

template < class T >
T replace_all(
        T const &search,
        T const &replace,
        T const &subject
) {
        T result;

        typename T::size_type done = 0;
        typename T::size_type pos;
        while ((pos = subject.find(search, done)) != T::npos) {
                result.append (subject, done, pos - done);
                result.append (replace);
                done = pos + search.size ();
        }
        result.append(subject, done, subject.max_size());
        return result;
}

test.cc

#include <iostream>

template < class T >
T replace_all(
        T const &search,
        T const &replace,
        T const &subject
);

// #include "replace_all.cc"

using namespace std;

int main()
{
        string const a = "foo bar fee boor foo barfoo b";
        cout << replace_all<string>("foo", "damn", a) << endl;
        return 0;
}

当我尝试使用 gcc 4.1.2 编译它时

g++ -W -Wall -c replace_all.cc  
g++ -W -Wall -c test.cc  
g++ test.o replace_all.o

我明白了：

test.o: In function `main':
test.cc:(.text+0x13b): undefined reference to `
   std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
   replace_all< std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > >(
       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&,
       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&,
       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&
   )
'
collect2: ld returned 1 exit status

但是当我在 test.cc 中取消注释 #include "replace_all.cc" 并以这种方式编译时：

g++ -W -Wall test.cc

程序链接并产生预期的输出：

damn bar fee boor damn bardamn b

为什么链接会失败，我该怎么做才能让它工作？

【问题讨论】：

标签： c++ string templates gcc stl

【解决方案1】：

您不能链接模板，因为编译器在有人尝试使用（实例化）模板之前不知道要生成哪些代码。

如果您知道要使用哪些类型或者您知道它们是有限的，您可以“要求”编译器实例化模板。
如果你愿意 - 把它放到你的 .cc 文件中：

template std::string replace_all( std::string const& search,
                                  std::string const& replace,
                                  std::string const& subject );


template glibmm::ustring replace_all( glibmm::ustring const& search,
                                      glibmm::ustring const& replace,
                                      glibmm::ustring const& subject );

【讨论】：

【解决方案2】：

编译器需要在实例化点查看模板定义，否则无法生成专门为您实例化模板的类型的代码。正确的做法是像你做的那样把模板函数的实现放在in the header file or to #include the .cc。

【讨论】：