模板类成员特化声明

Question

当我在模板类中专门化一个（静态）成员函数/常量时，我​​对声明的去向感到困惑。

这是我该做什么的一个例子——直接来自IBM's reference on template specialization：

===IBM 会员专业化示例===

template<class T> class X {
public:
   static T v;
   static void f(T);
};

template<class T> T X<T>::v = 0;
template<class T> void X<T>::f(T arg) { v = arg; }

template<> char* X<char*>::v = "Hello";
template<> void X<float>::f(float arg) { v = arg * 2; }

int main() {
   X<char*> a, b;
   X<float> c;
   c.f(10); // X<float>::v now set to 20
}

问题是，如何将其划分为 header/cpp 文件？通用实现显然在标题中，但专业化呢？

不能放在头文件里，因为具体，导致多重定义。但是，如果它进入 .cpp 文件，调用 X::f() 的代码是否知道特化，或者它可能依赖于通用 X::f()？

到目前为止，我只在 .cpp 中获得了特化，在标题中没有声明。我在编译甚至运行我的代码时都没有遇到问题（在 gcc 上，目前不记得版本），并且它的行为符合预期 - 识别专业化。但是 A）我不确定这是正确的，我想知道是什么，并且 B）我的 Doxygen 文档出来时很不稳定并且非常具有误导性（稍后将在 a moment 中详细介绍问题）。

在我看来最自然的事情是这样的，在标头中声明专业化并在 .cpp 中定义它：

===XClass.hpp===

#ifndef XCLASS_HPP
#define XCLASS_HPP

template<class T> class X {
public:
   static T v;
   static void f(T);
};

template<class T> T X<T>::v = 0;
template<class T> void X<T>::f(T arg) { v = arg; }

/* declaration of specialized functions */
template<> char* X<char*>::v;
template<> void X<float>::f(float arg);

#endif

===XClass.cpp===

#include <XClass.hpp>

/* concrete implementation of specialized functions */
template<> char* X<char*>::v = "Hello";
template<> void X<float>::f(float arg) { v = arg * 2; }

...但我不知道这是否正确。有什么想法吗？

Answer 1

通常您只需在标题中定义专业化 inline 就可以了。

如果您担心编译时间或代码膨胀，您可以在单独的翻译单元中定义特化：

// x.h:
template<class T> struct X {
    void f() {}
}

// declare specialization X<int>::f() to exist somewhere: 
template<> void X<int>::f();

---

// translation unit with definition for X<int>::f():
#include "x.h"
template<> void X<int>::f() {
    // ...
}

所以是的，你的方法看起来不错。请注意，您只能通过 完全专业化 执行此操作，因此执行此操作通常是不切实际的。

有关详细信息，请参阅例如Comeaus template FAQ.

Answer 2

将它们全部放入hpp 文件中。在inline 类之外进行专业化和您定义的任何内容——这将处理多个定义。

Answer 3

回答您的一个问题：is code which calls X::f() aware of the specialization, or might it rely on the generic X::f()?

如果编译器看到一个符合其要求的定义，那么它将使用它。否则它将生成正常的函数调用。

在您的第一个代码 sn-p 中，您为X<T>::f(T arg) 提供了一个通用定义，因此编译器将为除float 之外的任何T 实例化它。

如果您要省略通用定义，那么编译器会生成对 X<double>::f(double) 的调用，并且链接器会搜索可能以链接器错误结尾的定义。

总结一下：您可以在标题中包含所有内容，因为作为模板您不会获得多个定义。如果您只有声明，则需要其他地方的定义以供链接器稍后查找。

Answer 4

改用template void X<float>::f(float arg) { v = arg * 2; }。