模板方法特化链接错误

Question

考虑以下头文件和源文件：

// main.cpp
#include "myClass.h"

int main()
{
  MyClass m;
  m.foo<double>();
  m.foo<float>();
}

---

// myClass.h
#pragma once

#include <iostream>

using namespace std;

class MyClass
{
public:

  template <typename T>
  void foo()
  {
    cout << "Template function<T> called" << endl;
  }

  template <>
  void foo<int>()
  {
    cout << "Template function<int> called" << endl;
  }

  template <>
  void foo<float>();

};

---

// myClass.cpp
#include "myClass.h"

template <>
void MyClass::foo<float>()
{
  cout << "Template function<float> called" << endl;
}

foo<float> 专业化出现链接错误。如果我将专业化的定义放在头文件中，那么一切都会按预期进行。

我认为原因可能是该方法没有显式实例化（尽管template class 的完全特化不需要显式实例化来正确链接）。如果我尝试显式实例化该方法，则会收到此错误：

error C3416: 'MyClass::foo' : 显式特化可能没有显式实例化

所以问题是：

• 有没有办法在cpp 文件中定义特化并正确链接？
• 如果不是，为什么不呢？我可以显式实例化模板方法 不专业就好了。为什么完全专业化不一样？

Answer 1

虽然 WhozCraig 的回答（现已删除）提供了解决您问题的正确代码，但这里有一些直接回答您的问题，包括代码中的 cmets：

1. foo<int>() 和foo<float>() 是成员模板的显式特化。那些不能出现在它们所属的类的定义中。标准说：

   (§14.7.3/3) [...] 类或类模板的定义应在类或类模板的成员模板的显式特化声明之前。 [...]

   所以你必须把它们放在类定义之后。

2. 对于foo<int>，在头文件中完全定义，这意味着你必须在定义前加上inline这个词；否则，如果头文件包含在多个翻译单元中，您将遇到链接器问题。

3. foo<float>() 的特化在一个单独的文件中定义，该文件稍后链接到main.cpp。这是可能的，但它要求在头文件中给出它的声明（你已经这样做了，但你必须在类定义之外这样做）：

     template <>
     void MyClass::foo<float>();
   

   这是必需的，因为标准中的另一个声明：

   (§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, 在出现这种使用的每个翻译单元中；不需要诊断。 [...]

4. 由于所有特化都是显式（即完全特化，用你的话来说），因此不需要显式实例化，但它们是可能的（第 14.7.2 节）。您可以将它们放在 .cpp 文件的末尾，语法为：

   template void MyClass::foo<float>();
   template void MyClass::foo<int>();
   

   同样，这仅对那些没有有自己显式特化的类型真正有用。

因此，头文件和实现文件的正确代码如下所示：

.h 文件：

class MyClass
{
public:
  template <typename T> void foo()
  { cout << "Template function<T> called" << endl; }
};

template <> inline void MyClass::foo<int>()
{ cout << "Template function<int> called" << endl; }

template <> void MyClass::foo<float>();

.cpp:

#include "myClass.h"

template <> void MyClass::foo<float>()
{ cout << "Template function<float> called" << endl; }

/* This is unnecessary for float, but may be useful for
   types that do not have their own explicit specializations: */
template void MyClass::foo<float>();