面试题：C++类模板中的成员函数定义位置

Question

在C++类模板中，成员函数的定义有两种常见位置，分别是什么？并且说明各自在使用场景上的优缺点。

Answer 1

1. 定义在类模板内部：
   • 优点：
     • 代码可读性强，成员函数定义和类模板定义紧密结合，对于简单的模板类，便于理解类的整体功能。例如：

template <typename T>
class MyClass {
public:
    void print(T value) {
        std::cout << value << std::endl;
    }
};

 - 编译器可以更好地进行内联优化，提高执行效率，因为编译器在编译类模板定义时就知道成员函数的具体实现。

• 缺点：
  • 当类模板代码较长，尤其是成员函数实现复杂时，会使类模板的定义变得冗长，不利于维护和阅读。

2. 定义在类模板外部：
   • 优点：
     • 类模板定义部分更加简洁，实现部分可以集中在单独的文件中（虽然在实际使用中由于模板实例化的特殊性，通常仍写在头文件，但逻辑上可以分开），有利于代码的组织和维护。例如：

template <typename T>
class MyClass {
public:
    void print(T value);
};

template <typename T>
void MyClass<T>::print(T value) {
    std::cout << value << std::endl;
}

• 缺点：
  • 编译器进行内联优化可能受限，因为成员函数定义和类模板定义分离，编译器在编译类模板定义时不能直接看到成员函数实现，可能影响性能。
  • 模板的实例化可能会出现问题，例如在源文件中定义成员函数，在其他源文件中使用时，可能导致链接错误，因为模板的实例化依赖于编译器看到完整的定义，所以通常需要将成员函数定义和类模板定义都放在头文件中。