首先，C++標准中提到，一個編譯單元[translation unit]是指一個.cpp文件以及它所include的所有.h文件，.h文件裡的代碼將會被擴展到包含它的.cpp文件裡，然後編譯器編譯該.cpp文件為一個.obj文件，後者擁有PE[Portable Executable,即windows可執行文件]文件格式，並且本身包含的就已經是二進制碼，但是，不一定能夠執行，因為並不保證其中一定有main函數。當編譯器將一個工程裡的所有.cpp文件以分離的方式編譯完畢後，再由連接器(linker)進行連接成為一個.exe文件。 舉個例子： //---------------test.h-------------------// void f();//這裡聲明一個函數f //---------------test.cpp--------------// #include”test.h” void f() { …//do something } //這裡實現出test.h中聲明的f函數 //---------------main.cpp--------------// #include”test.h” int main() { f(); //調用f，f具有外部連接類型 } 在這個例子中，test. cpp和main.cpp各被編譯成為不同的.obj文件[姑且命名為test.obj和main.obj]，在main.cpp中，調用了f函數，然而當編譯器編譯main.cpp時，它所僅僅知道的只是main.cpp中所包含的test.h文件中的一個關於void f();的聲明，所以，編譯器將這裡的f看作外部連接類型，即認為它的函數實現代碼在另一個.obj文件中，本例也就是test.obj，也就是說，main.obj中實際沒有關於f函數的哪怕一行二進制代碼，而這些代碼實際存在於test.cpp所編譯成的test.obj中。在main.obj中對f的調用只會生成一行call指令，像這樣： call f [C++中這個名字當然是經過mangling[處理]過的] 在編譯時，這個call指令顯然是錯誤的，因為main.obj中並無一行f的實現代碼。那怎麼辦呢？這就是連接器的任務，連接器負責在其它的.obj中[本例為test.obj]尋找f的實現代碼，找到以後將call f這個指令的調用地址換成實際的f的函數進入點地址。需要注意的是：連接器實際上將工程裡的.obj“連接”成了一個.exe文件，而它最關鍵的任務就是上面說的，尋找一個外部連接符號在另一個.obj中的地址，然後替換原來的“虛假”地址。 這個過程如果說的更深入就是： call f這行指令其實並不是這樣的，它實際上是所謂的stub，也就是一個 jmp 0x23423[這個地址可能是任意的，然而關鍵是這個地址上有一行指令來進行真正的call f動作。也就是說，這個.obj文件裡面所有對f的調用都jmp向同一個地址，在後者那兒才真正”call”f。這樣做的好處就是連接器修改地址時只要對後者的call XXX地址作改動就行了。但是，連接器是如何找到f的實際地址的呢[在本例中這處於test.obj中]，因為.obj於.exe的格式都是一樣的，在這樣的文件中有一個符號導入表和符號導出表[import table和export table]其中將所有符號和它們的地址關聯起來。這樣連接器只要在test.obj的符號導出表中尋找符號f[當然C++對f作了mangling]的地址就行了，然後作一些偏移量處理後[因為是將兩個.obj文件合並，當然地址會有一定的偏移，這個連接器清楚]寫入main.obj中的符號導入表中f所占有的那一項。 這就是大概的過程。其中關鍵就是： 編譯main.cpp時，編譯器不知道f的實現，所有當碰到對它的調用時只是給出一個指示，指示連接器應該為它尋找f的實現體。這也就是說main.obj中沒有關於f的任何一行二進制代碼。 編譯test.cpp時，編譯器找到了f的實現。於是乎f的實現[二進制代碼]出現在test.obj裡。 連接時，連接器在test.obj中找到f的實現代碼[二進制]的地址[通過符號導出表]。然後將main.obj中懸而未決的call XXX地址改成f實際的地址。 完成。 然而，對於模板，你知道，模板函數的代碼其實並不能直接編譯成二進制代碼，其中要有一個“具現化”的過程。舉個例子： //----------main.cpp------// template<class T> void f(T t) {} int main() { …//do something f(10); //call f<int> 編譯器在這裡決定給f一個f<int>的具現體 …//do other thing } 也就是說，如果你在main.cpp文件中沒有調用過f，f也就得不到具現，從而main.obj中也就沒有關於f的任意一行二進制代碼！！如果你這樣調用了： f(10); //f<int>得以具現化出來 f(10.0); //f<double>得以具現化出來 這樣main.obj中也就有了f<int>,f<double>兩個函數的二進制代碼段。以此類推。 然而具現化要求編譯器知道模板的定義，不是嗎？ 看下面的例子：[將模板和它的實現分離] //-------------test.h----------------// template<class T> class A { public: void f(); //這裡只是個聲明 }; //---------------test.cpp-------------// #include”test.h” template<class T> void A<T>::f() //模板的實現，但注意：不是具現 { …//do something } //---------------main.cpp---------------// #include”test.h” int main() { A<int> a; a. f(); //編譯器在這裡並不知道A<int>::f的定義，因為它不在test.h裡面 //於是編譯器只好寄希望於連接器，希望它能夠在其他.obj裡面找到 //A<int>::f的實現體,在本例中就是test.obj，然而，後者中真有A<int>::f的 //二進制代碼嗎？NO！！！因為C++標准明確表示，當一個模板不被用到的時 //侯它就不該被具現出來，test.cpp中用到了A<int>::f了嗎？沒有！！所以實 //際上test.cpp編譯出來的test.obj文件中關於A::f的一行二進制代碼也沒有 //於是連接器就傻眼了，只好給出一個連接錯誤 //但是，如果在test.cpp中寫一個函數，其中調用A<int>::f，則編譯器會將其//具現出來，因為在這個點上[test.cpp中]，編譯器知道模板的定義，所以能//夠具現化，於是，test.obj的符號導出表中就有了A<int>::f這個符號的地 //址，於是連接器就能夠完成任務。 }
