模板类中专用功能的声明

Question

我正在努力解决的问题是模板类内部的专用模板函数的声明（我将类声明保留在头文件中，并在关联的.C文件中定义成员函数）。

我有代表点的模板类。 头文件如下所示：

//...

template<typename T, int dim=3> // T - coords. type, int dim - no. of dimensions
class Point {
    public:
        // ...
        // function below sets val at the given position in array m_c and returns reference
        template<int position> Point& set(T val); 
    private:
        T m_c[dim]; // coordinates
};

//...

功能set定义位于.C文件中：

template<typename T, int dim> template<int position> Point<T, dim>& Point<T, dim>::set(T val){
    // ...
    return *this;
}

据我了解，这是其定义的最一般形式。

在主函数中，我创建一个以float为T Point并尝试在数组中设置一些值：

int main(int argc, char** argv) {
    Point<float> p1;
    p1.set<0>(3).set<1>(3.6).set<2>(3);
    //...
}

为了通过头文件外部的模板的成员函数的定义使之成为可能，我需要通知编译器有关.C文件的专门知识：

template class Point<float>;

而且我还需要声明set函数的用法，我试图通过这种方式来完成（ 而这段代码就是问题所在 ）：

template<> template<int> Point<float>& Point<float>::set(float);

不幸的是，这没有做，我得到了错误：

/tmp/ccR7haA5.o: In function `main':
.../pdim.C:32: undefined reference to `Point<float, 3>& Point<float, 3>::set<0>(float)'
.../pdim.C:32: undefined reference to `Point<float, 3>& Point<float, 3>::set<1>(float)'
.../pdim.C:32: undefined reference to `Point<float, 3>& Point<float, 3>::set<2>(float)'

我真的很感谢可能知道如何解决此问题的人的解释。 谢谢。

Answer 1

为了在不同的TU中提供功能模板专业化的定义，您需要一个显式的实例化声明：

[Point.hpp]

template<typename T, int dim=3>
struct Point
{
    template<int position> Point& set(T val);
};

// `extern` makes this an explicit instantiation _declaration_
extern template Point<float,3>& Point<float,3>::set<0>(float);
extern template Point<float,3>& Point<float,3>::set<1>(float);
extern template Point<float,3>& Point<float,3>::set<2>(float);

[Point.cpp]

#include <iostream>
#include "Point.hpp"

template<typename T, int dim>
template<int position>
Point<T,dim>& Point<T,dim>::set(T val)
{
    // note: non-standard macro
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    return *this;
}

// no `extern`: this is an explicit instantiation _definition_
// which instantiates the function template, and therefore requires the definition
// to be available in this TU
template Point<float,3>& Point<float,3>::set<0>(float);
template Point<float,3>& Point<float,3>::set<1>(float);
template Point<float,3>& Point<float,3>::set<2>(float);

[main.cpp中]

#include "Point.hpp"

int main()
{
    // in this TU, there's no definition for the function template
    // hence, it cannot be instantiated
    // however, we can use the explicit instantiations

    Point<float,3>().set<0>(0);
    Point<float,3>().set<1>(0);
    Point<float,3>().set<2>(0);

    // does not compile (linker error):
    //Point<int,3>().set<0>(0);
    //Point<float,4>().set<0>(0);
    //Point<float,3>().set<4>(0);
}