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我是 C++ 编程的新手，在执行单独编译时遇到了一个似乎无法解决的问题。我正在尝试专门化我的课程tokenize来为特定类型（istream）添加一个 dtor。我有以下内容：

#ifndef __TOKENIZER_H__
#define __TOKENIZER_H__

#include <fstream>
#include <string>

template <class T>
class base {
  // ... some methods/member variables.
};

template <class T>
class tokenizer : public base<T> {
  public:
    tokenizer(T &in);
};

template <>
class tokenizer<std::ifstream> : public base<std::ifstream> {
  public:
    tokenizer(std::ifstream &in);
    ~tokenizer();
};

#endif

... 和：

#include "tokenizer.h"

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <locale>

using std::ifstream;
using std::istream;
using std::string;

// [BASE]

// ... code for those functions.

// [TOKENIZER]

// See header file.
template <class T>
tokenizer<T>::tokenizer(T &in) : base<T>(in) { }

// See header file.
template <>
tokenizer<ifstream>::tokenizer(ifstream &in) : base<ifstream>(in) { }

// See header file.
template <>
tokenizer<ifstream>::~tokenizer() {
  delete &(base<ifstream>::in);
}

// Intantiating template classes (separate compilation).
template class base<std::ifstream>;
template class base<std::istream>;
template class tokenizer<std::ifstream>;
template class tokenizer<std::istream>;

...但是我收到以下错误：

tokenizer.cc:62: error: template-id ‘tokenizer<>’ for ‘tokenizer<std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> > >::tokenizer(std::ifstream&)’ does not match any template declaration
tokenizer.cc:66: error: template-id ‘tokenizer<>’ for ‘tokenizer<std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> > >::~tokenizer()’ does not match any template declaration

我正在用 g++ 编译。如果有人可以指出我所缺少的内容和可能的解释，那就太好了。我很困惑模板如何与单独的编译（defns/decl 分离）一起工作。

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1 回答 1

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[temp.expl.spec]/5 状态：

显式特化类模板的成员以与普通类成员相同的方式定义，并且不使用template<>语法。定义显式特化成员类的成员时也是如此。但是，template<>用于定义明确专门化的成员类模板的成员，该类模板专门化为类模板。

它还提供了以下示例（我将仅引用一些摘录）：

template<class T> struct A {
    template<class U> struct C { };
};

template<> struct A<int> {
    void f(int);
};

// template<> not used for a member of an
// explicitly specialized class template
void A<int>::f(int) { /∗ ... ∗/ }

template<> template<class U> struct A<char>::C {
    void f();
};
// template<> is used when defining a member of an explicitly
// specialized member class template specialized as a class template
template<>
template<class U> void A<char>::C<U>::f() { /∗ ... ∗/ }

据我所知，一旦你明确专门化了一个类模板，你就创建了一个“普通类”。它显然不再是模板（您不能从专业化中创建类），而是<..>名称中带有 some 的类型。

在你的情况下，这只是意味着省略template<>之前

// See header file.
//template <>
tokenizer<ifstream>::tokenizer(ifstream &in) : base<ifstream>(in) { }

// See header file.
//template <>
tokenizer<ifstream>::~tokenizer() {
  delete &(base<ifstream>::in);
}

关于您对单独编译与模板结合的澄清要求：

当您使用类模板创建对象（例如std::vector<int> v）或调用函数模板（例如std::sort(begin(v), end(v))）时，您正在处理模板的特化。std::vector<int>是类模板的特化std::vector。

当 TU 需要专业化时，可能需要从类模板中生成它。这称为实例化。显式专门化的模板不会被隐式实例化（它已经是专门化的）。也就是说，您的专业化tokenizer<ifstream>不必在任何 TU 中实例化。

由于这些原因，模板本身不适用于单独编译。但是，您可以使用显式实例化和显式特化来为模板特化提供单独编译的好处。例如：

[头文件.hpp]

template<class T> void foo(T);
extern template void foo<int>(int);

[impl.cpp]

#include "header.hpp"

template<class T> void foo(T) { return T{} };

template void foo<int>(int); // force instantiation

[主.cpp]

#include "header.hpp"

int main()
{
    foo<int>(42); // no instantiation will occur
}

在 main.cpp 中，我们无法实例化 的定义foo，因为该定义不可用。我们可以实例化声明。还有一个显式实例化声明，它可以防止任何隐式实例化。在另一个 TU (impl.cpp) 中，我们确实foo<int>通过显式实例化定义进行了实例化。这需要定义f存在并实例化定义。其余的类似于普通函数：我们有两个声明和一个定义。

类似地，对于类模板：如果 TU 中需要类的定义，我们需要实例化模板或者我们需要有一个明确的特化（在 AFAIK 中不可能有一个明确的实例化定义）。这正是 OP 的例子。

如果不需要类的定义，我们可以使用类似于 PIMPL 成语的东西：

[头文件.hpp]

template<class T>
class foobar;

struct s
{
    foobar<int>* p;
    void f();
}

[impl.cpp]

#include "header.hpp"

template<class T> class foobar { int i; }

void s::f() { p = new foobar{42}; }

[主.cpp]

int main()
{
    s obj;
    obj.f();
}
于 2013-10-26T20:53:25.370 回答