模板类中的模板成员特化答案

【问题标题】：Template member specialization in template class模板类中的模板成员特化
【发布时间】：2019-08-16 20:19:06
【问题描述】：

#include <iostream>
#include <string>

template<typename U>
struct A
{
  template<typename... Ts> auto func();
  template<> auto func<int>();
};

template<typename U>
template<>
auto
A<U>::func<int>() { return std::string{"foo"}; }

int main()
{
  A<float> a{}; 
  std::cout << a.func<int>() << std::endl;
}

这不起作用，因为模板类的模板成员的专门化是不可能的，除非您也专门化该类。（我读到过。）

但是如果将成员特化的定义移到类定义中，它确实有效：

#include <iostream>
#include <string>

template<typename U>
struct A
{
  template<typename... Ts> auto func();
  template<> auto func<int>() { return std::string{"foo"}; }
};

int main()
{
  A<float> a{};
  std::cout << a.func<int>() << std::endl;
}

我不确定我是否完全理解为什么。此外，当它使用 clang 时，它不能使用 gcc 编译。那么哪个是对的呢？

但我真正的问题是，假设 clang 是正确的，为什么这又不起作用：

#include <iostream>
#include <string>

template<typename U>
struct A
{
  template<typename... Ts> auto func();
  template<> auto func<U>() { return std::string{"foo"}; }
};

int main()
{
  A<int> a{};
  std::cout << a.func<int>() << std::endl;
}

这是一个不同的错误，不是非特化模板成员的特化，而是抱怨在定义之前不能使用推导返回类型的func<int>。

【问题讨论】：

这些都不应该编译。模板特化只允许在命名空间范围内声明。
@Brian 当你说命名空间范围内允许模板特化时，你能详细说明一下吗
@Kapil 您希望我详细说明其中的哪一部分？
即使我在某个命名空间中添加了这个模板声明，我也会得到同样的错误，所以当你说模板专业化只允许在命名空间范围内是什么意思
这段代码在 clang 中运行良好，gcc wandbox.org/permlink/R3dM6pQpsNR5IWje 似乎有问题

标签： c++ templates

【解决方案1】：

如果我们查看n4810 § 13.8.3

一个成员函数，一个成员函数模板，一个成员类，一个成员枚举、成员类模板、静态数据成员，或类模板的静态数据成员模板可以显式地专门用于隐式的类专业化实例化；在这种情况下，类模板的定义应在类成员的显式特化之前模板。如果对类的成员进行这样的显式特化模板命名隐式声明的特殊成员函数 (11.3.3)，程序格式错误。

但是，如果两者都是专业的，您可以这样做：

template<typename U>
struct A
{
  template<typename... Ts> auto func() { /* ... */ }
};

template <>
template <>
auto A<int>::func<int>()
{
  // ok, enclosing class template explicitly specialized
}

虽然这是无效的 c++：

template <typename U>
template <>
auto A<U>::func<int>()
{
  // ops: invalid, enclosing class template not explicitly specialized
}

根据：

在类成员的显式特化声明中模板或出现在命名空间范围内的成员模板，成员模板和它的一些封闭类模板可能会保留非特化，除非声明不得明确如果它的封闭类模板专门化一个类成员模板也没有明确专门化。

因为：

函数模板、类模板或变量的声明显式特化的模板应在声明之前明确的专业化。

因此这不应该在外部模板声明中：

template <typename U>
struct A {
  template<typename...Ts> auto func();
  template<> auto func<int>() { return std::string{"foo"}; } // should not work
};

我不知道为什么 clang 允许这样做。

但允许在声明主模板的命名空间范围内，在本例中为全局命名空间范围。

【讨论】：