模板编译与实例化浅析

编译整体过程（针对C/C++），
1. 预处理：包含宏替换，条件编译，include导入文件
2. 编译： 包含词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成与优化，生成汇编文件
3. 汇编： 将汇编文件编译成2进制的机器码
4. 链接： 将目标文件与外部符号进行链接，得到一个二进制可执行文件

当编译器遇到一个模板定义时，它并不生成代码。只有我们实例化出模板的一个特定版本时，编译器才会生成代码。
一般情况，当我们调用一个函数时，编译器只需要掌握函数的声明。当我们使用一个类类型的对象时，类的定义必须可用，但是成员函数的定义不一定已经出现。因此，我们把类的定义和函数声明放在头文件，普通函数和类的成员函数放在源文件中。
但是对于模板来说，为了生成一个实例化版本，编译器需要掌握函数模板或类模板成员函数的定义，因此，我们也将模板的定义放在头文件里面。

模板编译错误时机
模板由于在实例化时才生成代码，所以这会影响其编译错误的时机。
一般来说分为三个阶段，
第一， 编译模板本身，这里主要是语法错误，就是词法分析么~
第二， 遇到模板使用，这个阶段主要检查实参数目，类型匹配等。
第三， 模板实例化，这个阶段最容易暴露问题，根据编译器管理实例化情况，可能在链接时才出现错误。
可能大家对第二个和第三个阶段区别上比较困难，我们这样理解：
第一阶段，词法分析就是关键字，标识符什么的有没有拼写错误。
第二阶段，遇到模板就类似于语法分析，语法分析就是检查你这个句子是否合理通顺被，参数数量不对很明显不符合语法对吧
第三阶段，实例化就依赖于编译器，不过我们这里可以理解为在语义分析之后，你的代码可能存在类型不匹配的情况，只有在真正执行代码的时候才会发现，所以可能出现在链接执行的时候。
比如一个返回最大值的函数max
Template<typename T> T max(const T &a，const T&b)
{
If(a<b) return b;
If(a>b) return a;
If(a==b) retun a;
}
我们定义一个类 DataNum da1,da2;
Max(da1,da2);
结果在实例化的时候就可能是错误的，因为我们没有给DataNum类定义重载运算符“<”

所以，由于模板被使用时才会实例化这一特性，相同的实例可以出现在多个文件对象中。这样对大文件系统可能会产生很大的开销，C++11新标准中可以通过显示实例化来避免。
Blob.cpp
extern template class Blob<string>；
extern template int compare(const &int,const&int);
Blob<string> b1,b1;
Blob<int> bs1 ={1,2,3,4,5};//新标准支持列表初始化
Blob<int> bs2(bs1);
Int I =compare(bs1[1],bs1[2]);

Template.cpp
template int compare(const &int,const &int);
template class Blob<string>；

由于在Blob.cpp文件中使用了extern，所以其实例化的位置在其他文件，也就是Template.cpp.
而bs1，bs2是int类型的，没有extern声明，所以都是在Blob里面就已经实例化了。