C++应用程序的编译过程和模板类的编译过程(二)
ump后面填入了一个假的地址(具体应该是什么还请高手指教)。然后就继续编译下面的代码。当所有的cpp文件都执行完了之后就进入链接阶段。由于.obj和.exe的格式都是一样的,在这样的文件中有一个符号导入表和符号导出表[import table和export table]其中将所有符号和它们的地址关联起来。这样连接器只要在test.obj的符号导出表中寻找符号foo[当然C++对foo作了mapping]的 地址就行了,然后作一些偏移量处理后[因为是将两个.obj文件合并,当然地址会有一定的偏移,这个连接器清楚]写入main.obj中的符号导入表中foo所占有的那一项。这样foo就能被成功的执行了。
简要的说来,编译main.cpp时,编译器不知道f的实现,所有当碰到对它的调用时只是给出一个指示,指示连接器应该为它寻找f的实现体。这也就是说main.obj中没有关于f的任何一行二进制代码。编译test.cpp时,编译器找到了f的实现。于是乎foo的实现[二进制代码]出现在test.obj里。连接时,连接器在test.obj中找到foo的实现代码[二进制]的地址[通过符号导出表]。然后将main.obj中悬而未决的jump XXX地址改成foo实际的地址。
现在做个假设,foo()的实现并不真正存在会怎么样?先看下面的代码:
[cpp]
1 #include "stdafx.h"
2 //#include "test.h"
3
4 void foo();
5
6 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
7 {
8 foo();
9
10 return 0;
11 }
注意上面的代码,我们把#include "test.h"注释掉了,重新声明了一个foo函数。当然也可以直接使用test.h中的函数声明。上面的代码由于没有函数实现。按照我们上面的分析,编译器在发现foo()的调用的时候并不会报告错误,而是期待连接器会在其它的obj文件中找到foo的实现。但是,连接器最终还是没有找到。于是会报告一个链接错误。
LINK : 没有找到 E:\CPP\CPPTemplate\Debug\CPPTemplate.exe 或上一个增量链接没有生成它;
再看下面的一个例子:
[cpp]
1 #include "stdafx.h"
2 //#include "test.h"
3
4 void foo();
5
6 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
7 {
8 // foo();
9
10 return 0;
11 }
这里只有foo的声明,我们把原来的foo的调用也去掉了。上面的代码能编译通过。原因就是由于没有调用foo函数,main.cpp没有真正的去找foo的实现(main.obj内部或者main.obj外部),编译器也就不会在意foo是不是已经实现了。
二:模板的编译过程。
在明白了C++程序的编译过程后再来看模板的编译过程。大家知道,模板需要被模板参数实例化成为一个具体的类或者函数才能使用。但是,类模板成员函数的调用且有一个很重要的特征,那就是成员函数只有在被调用的时候才会被初始化。正是由于这个特征,使得类模板的代码不能按照常规的C++类一样来组织。先看下面的代码:
[cpp]
1 // =========testTemplate.h=============
2 template
3 class MyClass{
4 public:
5 void printValue(T value);
6 };
7
8 // =========testTemplate.cpp===========
9 #include "stdafx.h"
10 #include "testTemplate.h"
11
12 template
13 void MyClass::printValue(T value)
14 {
15 //
16 }
下面是main.cpp的文件内容:
[cpp]
1 #include
2 #include "testTemplate.h"
3
4 int main()
5 {
6 // 1:实例化一个类模板。
7 // MyClass myClass;
8
9 // 2:调用类模板的成员函数。
10 // myClass.printValue(2);
11
12 std::cout << "Hello world!" << std::endl;
13 return 0;
14 }
注意到注释掉的两句代码。我们将会按步骤说明模板的编译过程。
1):我们将testTemplate.cpp文件从工程中拿掉,即删除testTemplate.cpp的定义。然后直接编译上面的文件,能编译通过。这说明编译器在展开testTemplate.h后编译main.cpp文件的时候并没有去检查模板类的实现。它只是记住了有这样的一个模板声明。由于没有调用模板的成员函数,编译器链接阶段也不会在别的obj文件中去查找类模板的实现代码。因此上面的代码没有问题。
2):把main.cpp文件中,第7行的注释符号去掉。即加入类模板的实例化代码。在编译工程,会发现也能够编译通过。回想一下这个过程,testTemplate.h被展开,也就是说main.cpp在编译是就能找到MyClass的声明。那么,在编译第7行的时候就能正常的实例化一个类模板出来。这里注意:类模板的成员函数只有在调用的时候才会被实例化。因此,由于没有对类模板成员函数的调用,编译器也就不会去查找类模板的实现代码。所以,上面的函数能编译通过。
3):把上面第10行的代码注释符号去掉。即加入对类模板成员函数的调用。这个时候再编译,会提示一个链接错误。找不到printValue的实现。道理和上面只有函数的声明,没有函数的实现是一样的。即,编译器在编译main.cpp第10行的时候发现了对myClass.PrintValue的调用,这时它在当前文件内部找不到具体的实现,因此会做一个标记,等待链接器在其他的obj文件中去查找函数实现。同样,连接器也找不到一个包括MyClass::PrintValue声明的obj文件。因此报告链接错误。
4):既然是由于找不到testTemplate.cpp文件,那么我们就将testTemplate.cpp文件包含在工程中。再次编译,在VS中会提示一个链接错误,说找不到外部类型_thiscall MyClass::PrintValue(int)。也许你会觉得很奇怪,我们已经将testTempl