[C++] "Incomplete Types" 해결

이 글에서는 C++에서 발생하는 "incomplete types" 에러를 이해하고 이를 해결하는 방법을 설명합니다.

문제상황

// main.cpp
#include <iostream>
#include "Container.h"

int main() {
    Container<int> container;
    container.addItem(10);
    container.addItem(20);
    std::cout << "Item count: " << container.size() << std::endl;

    return 0;
}

// Container.h
#pragma once
#include <vector>

template <typename T>
class Container {
public:
    void addItem(const T& item);
    std::size_t size() const;

private:
    std::vector<T> items;
};

// Container.cpp
#include "Container.h"

template <typename T>
void Container<T>::addItem(const T& item) {
    items.push_back(item);
}

template <typename T>
std::size_t Container<T>::size() const {
    return items.size();
}

위 코드는 Container라는 템플릿 클래스를 사용하여 여러 타입의 객체를 저장하는 컨테이너를 구현한 것입니다. 컨테이너에 아이템을 추가하고, 저장된 아이템의 개수를 확인하는 간단한 예제입니다.

에러로그 내용:

error LNK2019: unresolved external symbol "public: void __thiscall Container<int>::addItem(int const &)" (?addItem@?$Container@H@@QAEXABH@Z) referenced in function _main
error LNK2019: unresolved external symbol "public: unsigned int __thiscall Container<int>::size(void)const " (?size@?$Container@H@@QBEIXZ) referenced in function _main

원인분석

이 에러는 링커가 addItem와 size 멤버 함수를 찾지 못해서 발생하는 문제입니다. 이 문제를 이해하려면 템플릿의 컴파일 과정에 대해 이해해야 합니다.

C++ 템플릿은 컴파일 시점에 구체화(concretize)되며, 각 구체화된 템플릿 인스턴스는 별도의 코드를 생성합니다. 이 때문에 템플릿 함수의 정의는 헤더 파일에 위치해야 합니다. 하지만 위의 예제에서는 템플릿 클래스의 멤버 함수 정의가 별도의 .cpp 파일에 있습니다. 이로 인해 링커가 참조할 수 없는 상황이 발생한 것입니다.

에러 발생 원리는 다음과 같습니다.

1. 컴파일러는 main.cpp와 Container.cpp 파일을 각각 컴파일합니다.
2. main.cpp에서 Container를 인스턴스화하면서 addItem과 size 함수에 대한 정의를 찾으려고 시도합니다.
3. 하지만, Container.cpp에서 정의한 addItem과 size 함수는 이미 컴파일된 객체 파일에 포함되어 있기 때문에, 링커는 이를 찾을 수 없습니다. 이로 인해 "unresolved external symbol" 에러가 발생합니다.

해결방법-템플릿 멤버 함수 정의를 헤더 파일로 이동

에러를 해결하기 위해서는 템플릿 멤버 함수의 정의를 Container.h 헤더 파일로 이동시켜야 합니다.

// Container.h
#pragma once
#include <vector>

template <typename T>
class Container {
public:
    void addItem(const T& item);
    std::size_t size() const;

private:
    std::vector<T> items;
};

template <typename T>
void Container<T>::addItem(const T& item) {
    items.push_back(item);
}

template <typename T>
std::size_t Container<T>::size() const {
    return items.size();
}

Container.cpp 파일은 더 이상 필요하지 않으므로 삭제하시기 바랍니다.

 

해결된 코드의 작동 원리는 다음과 같습니다.

1. 컴파일러는 main.cpp를 컴파일하면서 Container 인스턴스화를 시도합니다.
2. 이제 템플릿 멤버 함수의 정의가 헤더 파일에 있으므로, 컴파일러는 이를 찾을 수 있습니다.
3. 컴파일러가 addItem과 size 함수에 대한 정의를 찾으면 링커는 이를 올바르게 연결할 수 있습니다.

참고링크

• C++ Templates - cppreference.com