Где можно писать шаблоны (templates) в C++?

Шаблоны в C++ можно писать в различных местах, но основное правило связано с моделью компиляции: компилятору нужен полный код шаблона в момент его инстанцирования (создания конкретной версии для типа).

Основные места размещения:

1. Заголовочные файлы (.hpp/.h): Наиболее распространенный и удобный способ. Весь код шаблона (объявление и определение) находится в заголовке.

   // vector_utils.hpp
   #pragma once
   
   template <typename T>
   class SimpleVector {
   private:
       T* data_;
       size_t size_;
   public:
       explicit SimpleVector(size_t size) : size_(size), data_(new T[size]) {}
       ~SimpleVector() { delete[] data_; }
       T& operator[](size_t index) { return data_[index]; }
   };
   
   template <typename T>
   T sum(const SimpleVector<T>& vec) { /* реализация здесь */ }

2. Явное инстанцирование в .cpp файле: Можно вынести определение шаблона в .cpp файл, но тогда необходимо явно инстанцировать его для всех используемых типов. Это сокращает время компиляции.

   // my_template.cpp
   template <typename T>
   T max(T a, T b) { return (a > b) ? a : b; }
   
   // Явное инстанцирование для int и double
   template int max<int>(int, int);
   template double max<double>(double, double);

   В заголовке останется только объявление: template <typename T> T max(T a, T b);.

3. Внутри классов/структур: Шаблонные методы можно определять прямо внутри класса.

   template <typename Key, typename Value>
   class Cache {
   public:
       // Шаблонный метод внутри шаблонного класса
       template <typename InputIt>
       void insertRange(InputIt first, InputIt last) {
           for (; first != last; ++first) {
               storage_.insert(*first);
           }
       }
   private:
       std::map<Key, Value> storage_;
   };

Рекомендация: Для большинства проектов полное определение шаблонов в заголовочных файлах — это стандартный и наименее проблемный подход.