c++ - 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。

这是我要做什么的示例 - 直接来自IBM 关于模板专业化的参考：

===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？

它不能放在头文件中，因为它是具体的，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 中获得了专业化，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 文档出现问题并且非常具有误导性（稍后会详细介绍）。

对我来说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。有任何想法吗？

Answer 1

通常，您只需inline在标题中定义专业化，就像直接说的那样。

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专业化：

// 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，您只能在完全专业化的情况下执行此操作，因此执行此操作通常不切实际。

有关详细信息，请参阅例如Comeaus 模板常见问题解答。

Answer 2

将它们全部放在一个hpp文件中。进行专业化和您在类之外定义的任何内容inline——这将处理多个定义。

Answer 3

要回答您的问题之一：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。

在您的第一个代码片段中，您为 提供了一个通用定义X<T>::f(T arg)，因此编译器将为T除float.

如果您要省略泛型定义，那么编译器会生成调用，比如说，X<double>::f(double)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，您将需要其他地方的定义以供链接器稍后查找。

Answer 4

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