深入理解C++11 2.12 外部模板

首先明确什么是“外部”（extern）。比如a.c文件中有个int i,而另一个文件b.c文件中想使用i这个变量，则需要在b.c文件中做一个声明：

extern int i;

这样的好处是，在分别编译了a.c和b.c之后，其生成的目标文件a.o和b.o中只有i这个符号的一份定义。a.o中的i是实在存在于a.o目标文件的数据区中的数据，而在b.o中，只是记录了i符号会引用其他目标文件中数据区中的名为i的数据。这样一来，在链接器将a.o和b.o链接成单个可执行文件(或者库文件)c的时候，c文件的数据区也只会有一个i的数据。

而如果b.c中声明int i的时候不加上extern，那么i就会实在存在于a.o和b.o的数据区中，链接器在链接a.o和b.o的时候，就会报错，因为无法决定相同的符号是否需要合并。

而对于函数模板，比如在test.h的文件中声明如下：
template<typename T> void fun(T){}
在test1.cpp中，定义如下

#include "test.h"
void test1(){
    fun(3);
}

在test2.cpp中，定义如下

#include "test.h"
void test2(){
    fun(4);
}

由于两个源代码模板函数参数类型一致，所以实例化出了两个一样的函数fun<int>(int),代码重复，链接器会只保留一份。如果源代码中有过多的模板，编译器会做很多实例化工作，链接器又会做很多去重工作，会导致编译时间和链接时间过长。为了解决这个问题，引入了“外部”模板。

在C++11中，我们可以使用如下声明，针对上面的代码，我们可以，在test1.cpp中做显示的实例化：

#include "test.h"

template void fun<int>(int);//显示的实例化
void test1(){
    fun(3);
}

在test2.cpp中，做外部模板声明：

#include "test.h"

extern template void fun<int>(int);//外部模板的声明
void test2(){
    fun(4);
}

需要注意，外部模板声明不能用于一个静态函数，但可以用于类静态成员函数。