c++ - 声明不能解决 'explicit specialization after instantiation' 错误

Question

假设我正在尝试创建我自己的 boost::filesystem::path 实现，使用 Curiously Recurring Template Pattern :

(为简洁起见，给出的代码不完整，但在使用 GCC 4.8.4 使用“g++ -std=c++11 -o mypath ./mypath.cpp”编译时会出现所述问题)

我的路径.hpp:

#ifndef MYPATH_HPP
#define MYPATH_HPP

#include <string>
#include <vector>

namespace my {

template <class T>
class PathBase
{
public:
  PathBase();
  PathBase(std::string const& p);

  std::string String() const;

  bool IsSeparator(char c) const;
  std::string Separators() const;

  typedef std::vector<std::string> pathvec;

protected:
  pathvec _path;

private:
  virtual std::string _separators() const =0;
};


class Path : public PathBase<Path>
{
public:
  Path();
  Path(std::string const& p);

private:
  virtual std::string _separators() const final;
};

} // namespace 'my'

#endif // MYPATH_HPP

我的路径.cpp:

#include "mypath.hpp"

namespace my {

//////////template class PathBase<Path>;

template<>
bool PathBase<Path>::IsSeparator(char c) const
{
  return (Separators().find(c) != std::string::npos);
}

template <>
std::string PathBase<Path>::Separators() const
{
  return _separators();
}

} // namespace

int main(int argc, char** argv)
{
  return 0;
}

当然我发现编写的代码无法编译，因为我明确特化了Separators()在 IsSeparator() 之后已隐式实例化它。但我并不是特别想玩打地鼠游戏，试图让我的所有方法都井井有条。

在研究关于 SO 的类似问题时，我发现这个 accepted answer其中一位建议我只需声明我的专业就可以巧妙地解决这个问题。但是……

1. 我的注释掉了template class PathBase<Path>; mypath.cpp 中的行对问题没有影响，并且
2. 有点像我的头文件已经用它的整个 class Path : public PathBase<Path> { ... } 声明了显式特化。声明。

我的显式声明到底需要是什么样子？

Answer 1

让我们先解决这些问题:

1. template class PathBase<Path>;不声明明确的特化；它是一个显式实例化定义。您要求编译器实例化 PathBase<Path>以及它具有定义的所有成员，基于您当时提供的定义。在这种特定情况下，它确实没有任何区别。

   显式特化的声明看起来像template<> class PathBase<Path>; ，但这也不是你想要的；见下文。

2. 使用PathBase<Path>定义 Path 时也没有声明明确的特化；它会触发 PathBase<Path> 的隐式实例化 ，基于您在上面提供的定义。类模板的隐式实例化实例化类定义，并且仅实例化其成员函数的声明；它不会尝试实例化函数的定义；这些仅在需要时实例化，稍后再实例化。

---

在您的 cpp 文件中，您明确特化了 IsSeparator和 Separators对于隐式实例化的 PathBase<Path> .您要求编译器实例化 PathBase<Path>基于您提供的通用定义，但是，当需要这些特定功能的定义时，请使用您提供的特定定义。

当类的结构和大多数成员的通用定义都很好，而您只想微调少数成员的定义时，它基本上是显式特化整个类模板的一种速记替代方法。如果您显式特化整个类模板，则必须为特化的所有成员函数提供单独的类定义和定义，这意味着不必要的复制粘贴。

您需要尽快告诉编译器这些显式特化，以免某些代码尝试使用这些定义(它需要知道它必须寻找特定定义而不是通用定义) .您可以通过声明(不一定定义)显式特化来做到这一点。

最安全的地方是紧跟在 template <class T> class PathBase 定义的右大括号之后.像这样的东西:

class Path;
template<> std::string PathBase<Path>::Separators() const;
template<> bool PathBase<Path>::IsSeparator(char c) const;

您绝对需要在头文件中执行此操作，而不是在 cpp 文件中，否则使用头文件的其他 cpp 文件将不知道显式特化，并将尝试实例化通用版本(如果需要)。这将使您的程序格式错误，不需要诊断(这也适用于您的示例)。这意味着:如果编译器足够聪明，可以诊断出问题，你应该感激不尽；如果不是，你不能提示，这仍然是你的错。

在预先声明显式特化后，定义可以稍后出现，可能在单独的 cpp 文件中；没关系，就像正常功能一样。

另请注意，如果您想在头文件中包含显式特化的定义(例如，为了简化内联)，您必须声明它们 inline ，再次像正常功能一样。否则，在多个 cpp 文件中包含 header 将使程序格式错误，NDR(您通常会在链接时遇到多个定义错误)。

---

来自 [temp.expl.spec]/7 的强制性标准报价:

[...] When writing a specialization, be careful about its location; or to make it compile will be such a trial as to kindle its self-immolation.

是的，标准化委员会的成员也是人。