C ++-在模板类之外但在标头中定义成员函数

Question

我用一个成员函数定义了一个简单的类模板。 它是在类外部定义的，带有附加的（显式）专业化名称，该类也在类外部定义。 全部放在一个头文件中。 如果在多个翻译单元中包含此标头，则由于One-Definition-Rule而导致链接器错误。

// Header with a template

template <class T>
class TestClass
{
public:
    TestClass() {};
    ~TestClass() {};
    bool MemberFunction();
};

template <class T>
bool TestClass<T>::MemberFunction()
{
    return true;
}

template <>
bool TestClass<double>::MemberFunction()
{
    return true;
};

到目前为止一切都很好。 但是，如果我将成员函数的定义放在类主体中，链接器错误就会消失，并且可以在不同的翻译单元中使用这些函数。

// Header with a template

template <class T>
class TestClass
{
public:
    TestClass() {};
    ~TestClass() {};
    bool MemberFunction()
    {
        return true;
    }
};

template <>
bool TestClass<double>::MemberFunction()
{
    return true;
};

我的问题是为什么它会这样工作？ 我使用MSVC2012。ODR在模板上有一些例外，我最初认为这是原因。 但是，在类内部/外部对“ Base”函数的定义使此处有所不同。

Answer 1

14.7 / 5说

5对于给定的模板和给定的模板参数集，

• 一个显式的实例化定义最多应在程序中出现一次，
• 一个显式的专业化最多应在一个程序中定义一次（根据3.2） ，并且
• 除非显式实例化在显式专业化的声明之后，否则显式实例化和显式专业化的声明都不应出现在程序中。

无需实施即可诊断是否违反此规则。

第二点适用于您的情况。 3.2中定义的ODR可以说相同的内容，尽管形式较少。

无论在何处以及如何定义成员函数的非专业版本， 专业版本定义

template <> bool TestClass<double>::MemberFunction()
{
    return true;
};

必须进入一个.cpp文件。 如果保留在头文件中，则一旦将头包含到多个翻译单元中，它将产生违反ODR的行为。 GCC可以可靠地检测到这种违规行为。 MSVC在这方面似乎不太可靠。 但是，正如上面的引用所述，不需要执行即可诊断是否违反了此规则。

头文件应仅包含该专业化的未定义声明

template <> bool TestClass<double>::MemberFunction();

在MSVC中错误的出现或消失的事实取决于看似无关的因素，例如如何定义函数的非专业版本，这必须是MSVC编译器的怪癖。

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经过进一步的研究，似乎MSVC实现实际上已被破坏：其行为超出了语言规范所提供的“无需诊断”许可所允许的范围。

您在实验中观察到的行为与以下行为一致：将主要功能模板声明为inline自动使该模板的显式特化也inline 。 事实并非如此。 在14.7.3 / 14中，语言规范规定

仅当使用内联说明符声明或定义为已删除时，函数模板的显式特化才是内联的，而与其功能模板是否为内联无关。