具有静态方法的模板专用类是否占用存储空间？答案

【问题标题】：Do template specialized class with static methods occupy storage?具有静态方法的模板专用类是否占用存储空间？
【发布时间】：2018-05-14 13:39:30
【问题描述】：

（我很抱歉标题凌乱。我很乐意接受改进它的建议。）

我会尽量做到直截了当。我有以下代码：

file1.hpp

template <class val_t>
struct MatOps;

file2.hpp:

#include "file1.hpp"
template <> struct MatOps<float>{
  static void method1(){
    // Do something
  }
  static void method2(){
    // Do something
  }
  static void method3(){
    // Do something
  }
}

文件3.hpp：

#include "file1.hpp"
template <> struct MatOps<double>{
  static void method1(){
    // Do something different
  }
  static void method2(){
    // Do something different
  }
  static void method3(){
    // Do something different
  }
}

main.cpp

#include "file2.hpp"
#include "file3.hpp"

int main(){
  float a,b,c,d;

  MatOps<float>::method1(a,b,...);
  MatOps<float>::method2(c,d,...);

  return 0;
}

问题：

我不使用显式特化MatOps<double>。然而，MatOps<double> 真的被实例化了吗？或更粗略地说：包含 file3.hpp 是否占用任何存储空间？
我不使用MatOps<float>::method3()，但我正在使用类中的其他方法。由于我明确使用MatOps<float>，编译器是否为MatOps<float>::method3() 生成代码？

理由：我被要求遵循 MISRA C++:2003 标准中的一些准则。虽然已经过时，但我被鼓励使用其中合理的任何东西。特别是，有一条规则如下：

头文件应用于声明对象、函数、内联函数、函数模板、typedef、宏、类和类模板，并且不应包含或生成占用的对象或函数（或函数或对象的片段）的定义存储。

头文件被认为是通过#include 指令包含的任何文件，无论名称或后缀如何。

我的代码被大量模板化，因此我可以根据此规则包含任何文件。当我进行完全专业化时，我的问题就出现了（我只做其中两个：file2.hpp 和 file3.hpp 中列出的那些）。什么是是完整的模板特化？即使不使用，是否也会为它们生成代码？最终，它们会占用存储空间吗？

【问题讨论】：

"是 MatOps 实际实例化的"一个对象只能在创建时实例化。如果你不做一个；它永远不会被制造出来；与不制作 MatOps<:vector>> 的方式相同
通常的定义是只有变量占用“存储”。代码存储在计算机中，但通常不称为存储。您能否就您的问题澄清上述内容。此外，在类（甚至是模板）中定义的任何方法都是 inline 函数，因此引用中的 para1 适用。
@UKMonkey 由于对象没有被实例化，我可以安全地假设没有为matOps<double> 生成代码吗？那么MatOps<float>::method3()呢？我正在创建MatOps<float>，但没有使用第三种方法
“最终，它们会占用存储空间吗？”对于发布版本；不;链接器会将未使用的函数定义装箱。对于调试版本 - 也许。
在Class template 部分中，您可以在隐式实例化 下看到“...，除非在程序中使用该成员，否则它不会被实例化，并且不会不需要定义。”基本上，编译器甚至不会强制检查此类函数的定义，除非它被使用。所以，回答 2.，他们不会为 MatOps<float>::method3() 生成代码。

标签： c++ templates template-specialization misra explicit-specialization

【解决方案1】：

为了回答你的第一个问题，我引用cppreference.com的以下内容：

类模板本身不是类型、对象或任何其他实体。不会从仅包含的源文件生成代码模板定义。为了让任何代码出现，模板必须被实例化：必须提供模板参数，以便编译器可以生成一个实际的类（或函数，从一个函数模板）。

包含file3.hpp 不会自行生成代码。

至于第二部分，同样来自同一页面，

当代码在上下文中引用模板时需要完全定义类型，或者当类型的完整性影响代码时，并且这个特定类型没有被显式实例化，发生隐式实例化。例如，当这个对象 type 被构造，但不是当指向该类型的指针被构造时构建。

这适用于类模板的成员：除非该成员是在程序中使用，它没有被实例化，也没有需要一个定义。

除非您对类模板进行显式实例化，否则类模板的各个成员函数将不会被实例化，即，编译器不会为MatOps<float>::method3() 生成代码。

【讨论】：