模板函数完全专业化的“...的多重定义”错误

Question

我有一个配置项目：

./main.cpp  
./type_traints/TypeTraints.cpp
./type_traints/TypeTraints.hpp
./type_traints/chapter_20.hpp

./type_traints/CMakeLists.txt 文件是：

 cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
 add_library(chapter_20 TypeTraints.cpp)

./CMakeLists.txt 如下：

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
project (mpl)

add_subdirectory(type_traints)
include_directories(type_traints)
link_directories(type_traints)

add_executable (mpl main.cpp)
target_link_libraries(mpl chapter_20)

文件的相关部分（大部分包括省略）包括：
./type_traints/chapter_20.hpp

#ifndef CHAPTER_20_GUARD
#define CHAPTER_20_GUARD
#include <TypeTraints.hpp>

void chapter_20() {
  test_23();
}   
#endif //CHAPTER_20_GUARD

./type_traints/TypeTraints.hpp

#ifndef TYPE_TRAINTS_GUARD
#define TYPE_TRAINTS_GUARD
namespace details {

  template<class T> const char* class2name() {
    return "unknown";
  };

  template<> const char* class2name<int>() {
    return "int";
  };
}

template<class T>
class type_descriptor {
  friend std::ostream& operator << (std::ostream& stream, 
                                    const type_descriptor<T>& desc) {
    stream << desc.getName();
    return stream;
  }

public:
  std::string getName() const;  
};

template<class T>
std::string type_descriptor<T>::getName() const {
  return details::class2name<T>();
}

void test_23();    
#endif // TYPE_TRAINTS_GUARD

./type_traints/TypeTraints.cpp

#include<TypeTraints.hpp>

void test_23() {
  cout << type_descriptor<int>() << endl;
}

和./main.cpp

#include <chapter_20.hpp>

int main(int argc, char* argv[]) {
chapter_20();
  return 0;
}

项目编译但链接失败：

[ 50%] Building CXX object type_traints/CMakeFiles/chapter_20.dir/TypeTraints.cpp.o
Linking CXX static library libchapter_20.a
[ 50%] Built target chapter_20
[100%] Building CXX object CMakeFiles/mpl.dir/main.cpp.o
Linking CXX executable mpl
type_traints/libchapter_20.a(TypeTraints.cpp.o): In function `char const* details::cl
ass2name<int>()':                                                                   
/home/marcin/Projects/mpl/type_traints/TypeTraints.hpp:312: multiple definition of `c
har const* details::class2name<int>()'                                              
CMakeFiles/mpl.dir/main.cpp.o:/home/marcin/Projects/mpl/type_traints/TypeTraints.hpp:
312: first defined here                                                             
collect2: ld returned 1 exit status
make[2]: *** [mpl] Błąd 1
make[1]: *** [CMakeFiles/mpl.dir/all] Error 2
make: *** [all] Error 2
23:56:20@marcin-laptop ~/P

如果我从 TypeTraints.hpp 中删除 class2name 特化 (class2name<int>()) 并仅使用通用实现，则项目链接正常。

有人知道为什么会这样吗？我是否错过了配置 cmake 文件？

Answer 1

简而言之：显式（即完全）专用的模板函数不再是模板。它是一个普通函数，它遵循普通函数的单一定义规则。

换句话说，您不能在头文件中明确定义专门的函数模板。这样做会导致违反 ODR。

一个模板是一个模板，只要它依赖于至少一个参数。 IE。 部分特化可以在头文件中定义（因为它们仍然是模板）。 显式（即完整）特化只能在头文件中声明，但必须在实现文件中定义，就像普通函数一样。

Answer 2

这违反了单一定义规则：

可以有多个定义 类类型（第 9 条）， 枚举类型 (7.2)，内联 外联功能 (7.1.2)，类模板（第 14 条）， 非静态函数模板（14.5.5）， 类模板的静态数据成员 (14.5.1.3)，类的成员函数 模板 (14.5.1.1) 或 模板 一些模板的专业化 未指定参数 (14.7, 14.5.4) 在程序中，前提是每个定义以不同的形式出现 翻译单位，并提供 定义满足以下 要求。

class2name 模板函数的显式特化不属于这些情况。出于这个原因，我相信将class2name<int>() 定义移动到实现文件中应该可以解决这个问题。我也觉得你应该看看"Why not specialize function templates ?"。

Answer 3

您的文件：

./main.cpp  
./type_traints/TypeTraints.cpp  
./type_traints/TypeTraints.hpp  
./type_traints/chapter_20.hpp

其中TypeTraints.hpp直接包含在TypeTraits.cpp中，间接包含在main.cpp中（通过chapter_20.hpp）。但是，您完全规范模板

 template<> const char* class2name<int>() {
     return "int";
 };

在 TypeTraints.hpp 中定义，它们存在于两个不同的编译单元中（上述两个 .cpp 文件）。这两个文件将在编译后链接在一起，这会导致多定义链接错误。