c++ - 用户定义类的交换函数从未实例化？

Question

以下是我在创建一个更大的类时遇到的一些简化示例，并试图通过提供我自己的非成员 friend 交换功能来实现可交换。

#include <iostream>
#include <utility>

template<typename T>
class Wrapper {
  friend void swap(Wrapper& a, Wrapper& b);

public:
  Wrapper(T t) : value_(t) {}
  const T& operator*() const { return value_; }

private:
  T value_;
};

template<typename T>
void swap(Wrapper<T>& a, Wrapper<T>& b) {
  using std::swap;
  swap(a.value_, b.value_);
}

int main() {
  Wrapper<int> w1{5}, w2{10};
  std::cout << *w1 << " " << *w2 << std::endl;
  swap(w1, w2);
  std::cout << *w1 << " " << *w2 << std::endl;
}

尝试编译此小型测试程序会导致 clang 出现以下链接器错误(Apple LLVM 版本 7.0.2，OS X El Capitan 10.11.3 上的 clang-700.1.81):

[~/Development/c++_test][16:30:57]$ clang++ --std=c++11 -o SwapTest SwapTest.cc
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "swap(Wrapper<int>&, Wrapper<int>&)", referenced from:
      _main in SwapTest-a978ea.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

尽管我在 main() 中使用了我定义的 Wrapper 类的模板交换函数，但为什么它没有正确实例化？

Answer 1

friend void swap(Wrapper& a, Wrapper& b);

声明一个非模板函数swap恰好需要 Wrapper<T>&争论。这与您的模板函数不匹配 swap<T> .

一个简单的修复方法是将友元声明为模板函数。

template <typename U>
friend void swap(Wrapper<U>&a, Wrapper<U>& b);

缺点是你交的 friend 比你想要的多一点:每swap实例化是每个Wrapper<T>的 friend ，不只是正确的 Wrapper<T>类。

更正确的方法是在类之前声明模板函数:

template <class T> class Wrapper;
template <class T>
void swap(Wrapper<T>&, Wrapper<T>&);

template <class T>
class Wrapper
{
    friend void swap<>(Wrapper&, Wrapper&);
    // ...