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c++ - 在源文件中放置模板成员函数的特化定义(没有默认主体)是否安全？

coder 2023-11-16 原文

这就是我的意思:

// test.h
class cls
{
public:
    template< typename T >
    void f( T t );
};

--
// test.cpp
template<>
void cls::f( const char* )
{
}

--
// main.cpp
int main()
{
    cls c;

    double x = .0;
    c.f( x ); // gives EXPECTED undefined reference (linker error)

    const char* asd = "ads";
    c.f( asd ); // works as expected, NO errors

    return 0;
}

这是完全可以的，对吧？

我开始对此表示怀疑，因为我刚刚遇到了specialization of '...' after instantiation错误，这对我来说是新的。因此，我“解决”了该错误，现在一切似乎都可以正常工作，但是仍然..

这是行为明确的行为吗？

编辑:与非成员模板函数相同(转发声明的非成员模板函数)。

最佳答案

Lightness Races in Orbit引用了为什么它与标准不兼容。附近可能还会有其他人。

我将尝试以更简单的术语来解释Standard verbiage的含义，并希望我能正确理解它，最后解释链接器错误(或没有错误):

  • 实例化的目的是什么？
  • 编译器如何选择特殊化？
  • 实例化时需要什么？
  • 为什么出现链接器错误？


    • 1/实例化的目的是什么？

    模板函数的实例化点是调用或引用该模板函数的点(&std::sort<Iterator>)，所有模板参数都充实了(*)。
    template <typename T>
void foo(T) { std::cout << typeid(T).name() << "\n"; }

int main() { foo(1); } // point of instantiation of "foo<int>(int)"

    但是，对于从其他模板调用的模板，它可能会延迟，因此与确切的调用站点不匹配:
    template <typename T>
void foo(T) { std::cout << typeid(T).name() << "\n"; }

template <typename T>
void bar(T t) { foo(t); } // not a point of instantiation, T is still "abstract"

int main() { foo(1); } // point of instantiation of "bar<int>(int)"
                       // and ALSO of "foo<int>(int)"

    此延迟非常重要，因为它可以进行写入:
  • union 递归模板(即引用彼此的模板)
  • 用户特化

    • (*)粗略地说，存在一些异常(exception)，例如模板类的非模板方法...

    2/编译器如何选择特殊化？

    在实例化时，编译器需要能够:
  • 决定要调用
    • 的基本模板函数
  • 以及可能的哪个专业来称呼

    • 这个古老的GotW展示了特化的困境...但总而言之:
    template <typename T> void foo(T);   // 1
template <typename T> void foo(T*);  // 2

    是重载，每个都产生一个不同的可能专长族，它们是它们的基础。
    template <> void foo<int>(int);

    是1的特化，并且
    template <> void foo<int*>(int*);

    是2的特化。

    为了解决函数调用，编译器将首先选择最佳重载，而忽略模板特化，然后，如果选择了模板函数，则检查其是否具有可以更好地应用的特化。

    3/在实例化时需要什么？

    因此，从编译器解析调用的方式来看，我们理解了为什么Standard指定在规范的第一个实例点之前应声明任何特殊化。否则，根本就不会考虑它。

    因此，在实例化时，需要已经看到:
  • 要使用的基本模板函数的声明
  • 要选择的特化声明，如果有的话

    • 但是定义如何呢？

    不需要。编译器假定它将在以后的TU中提供，或者完全由另一个TU提供。

    注意:它确实给编译器加重了负担，因为这意味着它需要记住它遇到的所有隐式实例化，并且它们无法为其生成函数体，以便当它最终遇到该定义时，它可以(最后)生成所有必需的代码。针对它遇到的所有专业。我想知道为什么选择了这种特定方法，也想知道为什么即使在没有extern声明的情况下，TU也会以未定义的函数体结尾。

    4/为什么出现链接器错误？

    由于未提供任何定义，因此gcc信任您以后提供它，而只是发出对未解析符号的调用。如果碰巧与另一个提供此符号的TU链接，那么一切都会好起来，否则会出现链接器错误。

    由于gcc遵循Itanium ABI，因此我们可以简单地查看它如何处理符号。事实证明，ABI在处理特化和隐式实例化方面没有任何区别，因此
    cls.f( asd );

    调用_ZN3cls1fIPKcEEvT_(分解为void cls::f<char const*>(char const*))和特化:
    template<>
void cls::f( const char* )
{
}

    也产生_ZN3cls1fIPKcEEvT_。

    注意:对我来说，尚不清楚是否可以对显式特化进行不同的处理。

    关于c++ - 在源文件中放置模板成员函数的特化定义(没有默认主体)是否安全？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/22989281/

    中放ampcodebrstrongc++templatestemplate-specializationmember-functionsdefault-implementation

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