问题描述
报错：undefined reference to xxx
根据经验，这种一般都是ld链接错误，大部分情况都是忘了链接某个文件或者这个函数没有定义。
当然，也有可能是因为实现了函数重载，但是没有重载该参数组合的函数。
解决办法也很简单，查看一下该函数有没有定义，如果定义了查看一下CMakeList里面是否链接了该函数所在的文件，基本上问题就解决了。
如果没有用Cmake,那就直接修改g++编译命令，如果第三方库后面加上-l 以及所需的库名，如果是个人所写函数就直接加上文件名。
eg：g++ -o output file1.cpp file2.cpp -lpthread
但是今天遇见了一个奇怪的现象，函数在头文件中定义了，头文件有include了，cpp文件中也对该函数进行了实现，而且也链接了该函数，但是在编译时就是报错undefined reference。
问题复现代码：
// Aclass.hpp
#pragma once
#include <iostream>
template <typename T>
class A{
private:
T num;
public:
A() {};
~A() {};
void func1() {};
void func2();
void func3();
};
// Aclass.cpp
#include "Aclass.hpp"
template <typename T>
void A<T>::func2(){
std::cout << "I am func2 & written in cpp!" <<std::endl;
}
template <typename T>
void A<T>::func3(){
std::cout << "I am func3 & written in cpp!" <<std::endl;
}
// main.cpp
#include "Aclass.hpp"
int main(){
A<int> TestA = A(0);
TestA.func1();
TestA.func2();
TestA.func3();
return 0;
}
编译指令：
g++ main.cpp Aclass.cpp
问题分析
报错的是一个类的成员函数，该类的声明在Matrix.hpp，函数定义在Matrix.cpp，查看报错发现并不是所有的成员函数都会报错，而是只有在cpp中的类外实现的函数才会报错，在hpp里实现的函数就不会报错.
后来发现，问题出在模板类上，模板类的函数和类的定义不能分到两个文件中，否则就会出现这个报错。
原理
模板类的编译分为两个环节完成：
- 第一个环节进行词法检查，主要检查模板代码是否有语法错误等，这个阶段并不涉及模板实例化。
- 第二个阶段是在发生实际调用时，会将模板实例化为对应的类，如果函数和模板定义分开了，当进行编译main文件时，发现需要实例化模板类，但是hpp中没有模板类函数的实现，就会报错
因为模板类函数的实现在cpp文件中，而cpp文件是分开进行编译的，只有在链接时才会组合到一起
也就是说，模板类相比于普通类，需要更早知道实现代码，
普通类/函数只需要在链接时知道找到实现代码即可
模板类/函数在进行编译调用该类/函数的文件时就需要知道实现代码，而由于cpp文件的独立编译，这又是不可能实现的。
所以，只能将模板类/函数的定义和实现放到一起。
在编译器进行编译的时候，编译器会产生类的模板函数的声明，当时实际确认类型后调用的时候，会根据调用的类型进行再次帮我们生成对应类型的函数声明和定义。我们称之为二次编译。同样，因为这个机制，会经常报错找不到类的函数的实现。在模板类的友元函数外部定义时，也会出现这个错误。
解决办法
几种解决办法：
- 将模板类的定义和函数写到一个hpp文件中
- 在hpp文件中定义全局函数，调用具体类型的模板类，但是这样的话还写模板干什么？也太丑了
- 写两个hpp文件，一个hpp中包括定义，一个hpp中包括函数实现，函数实现的hpp中include模板类定义的hpp，需要用到模板类的文件再include函数实现的hpp.
第三种方法其实跟第一种是一样的，只不过是写到两个里面，利用预处理将其合到一起，同样的，直接include cpp文件也行，只不过过于丑陋
模板类/函数不能分开定义，在C++ primer 16章中有讲到，在C++新经典中也有提到，呜呜呜，学艺不精，回家种地。
