使用 c++ 特化模板时的奇怪行为

Question

我是使用 c++ 模板编程的新手。我有 3 个代码文件

main.cpp

#include "template_test.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    mytest<int> mt;
    mt.method(1);

    system("pause");

    return 0;
}

template_test.h

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
class mytest
{
public:

    void method(T input){}
};


template<>
void mytest<int>::method(int input)
{
    cout << "ok" << endl;
}

template_test.cpp

#include "template_test.h"

//empty

代码在VS2013中生效。但是，当我将代码更改为 2 种情况时，我的代码都有问题。

1.第一个是链接器错误码。

main.cpp

#include "template_test.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    mytest<int> mt;
    mt.method(1);

    system("pause");

    return 0;
}

template_test.h

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
class mytest
{
public:

    void method(T input);
};

template<class T>
void mytest<T>::method(T input)
{
    cout << " " << endl;
}//explicit specialization here

template<>
void mytest<int>::method(int input)
{
    cout << "ok" << endl;
}

template_test.cpp

#include "template_test.h"

//empty

2.第二个输出什么都没有，而不是正确答案'ok'。

main.cpp

#include "template_test.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    mytest<int> mt;
    mt.method(1);

    system("pause");

    return 0;
}

template_test.h

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
class mytest
{
public:

    void method(T input){}
};

template_test.cpp

#include "template_test.h"

template<>
void mytest<int>::method(int input)
{
    cout << "ok" << endl;
}//move from .h to .cpp file here

c++ 模板的奇怪行为让我很困惑。那么，有什么问题呢？

Answer 1

第一个问题是由你的明确专业化造成的

template<>
void mytest<int>::method(int input)
{
    cout << "ok" << endl;
}

在类定义之外的头文件and中定义and，没有关键字inline。

显式特化会导致定义一个实际的函数（而不仅仅是一个模板）。该定义将出现在每个翻译单元中，因此如果您分别编译template_test.cpp和main.cpp，则该函数的定义将包含在两个目标文件中，导致链接时出现多定义错误（因为它违反了ODR，单一定义规则）。

您最好通过在类模板定义中包含函数定义（通过将整个类模板专门用于int）或使用关键字inline 来避免这种情况：

template<>
inline void mytest<int>::method(int input)
{
    cout << "ok" << endl;
}

第二个问题是由于模板特化必须在使用前声明：

(14.7.3/6) 如果模板、成员模板或类模板的成员被显式特化，则应在第一次使用该特化之前声明该特化，这将导致发生隐式实例化，在发生这种使用的每个翻译单元中；不需要诊断。如果程序没有为显式特化提供定义，并且该特化的使用方式会导致发生隐式实例化，或者该成员是虚拟成员函数，则该程序是格式错误的，不需要诊断。对于已声明但未定义的显式特化，永远不会生成隐式实例化。 [...]

由于您的 main.cpp 包含头文件，但不包含 .cpp 文件，因此在 main.cpp 中使用模板特化的声明时未知。您可以通过在头文件中包含特化来最好地解决这个问题，或者在类模板定义中（通过将整个类模板特化为int），或者在类模板定义之外使用关键字inline。

Answer 2

你先问第二个问题。使用模板时记住一条规则。不要将模板实现分离到 cpp 文件中。将它们全部放在一个 .h 文件中。

你的第一个代码在我的 VC2012 中编译得很好，我不确定 VC2013 有什么问题。