功能模板专门化的显式实例化

Question

我正在尝试创建专门用于某些给定类型的全局函数模板。 看起来像这样：

啊 （主要模板，模板专业化，外部）

template <typename T> void foo() { std::cout << "default stuff" << std::endl; }
template<> void foo<int>() { std::cout << "int stuff" << std::endl; }
extern template void foo<int>();

A.cpp （显式实例化）

template void foo<int>();

BH

void bar();

B.cpp （包括Ah）

 void bar() { foo<int>(); }

main.cpp中

foo<int>();
bar();

编译器崩溃了：“'void foo（）'的多个定义。我认为应该由extern处理。B编译单元不应实例化foo，而应在链接时使用A实例化，否则我在这里怎么了？

请注意，如果我不专门研究foo，则代码可以正常编译。 函数专门化和实例化之间是否存在某种冲突？

Answer 1

您无需在此处使用extern来抑制实例化。 通过声明显式专业化，您已经在告诉任何调用foo<int>代码以使用显式专业化而不是主模板。 相反，您只想在Ah中声明专业化，然后在A.cpp中定义它：

// A.h
template <typename T> void foo() { std::cout << "default stuff" << std::endl; }
template <> void foo<int>();

// A.cpp
template <> void foo<int>() { std::cout << "int stuff" << std::endl; }

如果要在某个翻译单元中提供主模板的显式实例化，而不是显式的专业化，则使用extern会很合适。

Answer 2

正如Brian的回答为您提供了一个可行的解决方案，并解释了您为什么不需要外部的原因，我将详细说明您的情况。

首先，您说您的编译器崩溃了，因此您以为这是编译器错误。 这不是实际情况。 按照您的代码原样， A.cpp ， B.cpp和main.cpp都可以自行成功编译。 没有编译错误。 在Visual Studio 2017 CE中，直到我尝试构建程序后才崩溃。 这是我的IDE的构建错误。

1>------ Build started: Project: Temp, Configuration: Debug Win32 ------
1>B.obj : error LNK2005: "void __cdecl foo<int>(void)" (??$foo@H@@YAXXZ) already defined in A.obj
1>main.obj : error LNK2005: "void __cdecl foo<int>(void)" (??$foo@H@@YAXXZ) already defined in A.obj
1>C:\Users\...\Temp.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found
1>Done building project "Temp.vcxproj" -- FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

您在这里遇到的是Linking错误。 由于定义了多个符号，因此无法链接。

让我们来看一下您的代码：

啊

#pragma once
#include <iostream>

// Not just a declaration of void foo<T>() but also a definition!
template<typename T> void foo() { std::cout << "default stuff\n"; }
// Not just a declaration of void foo<int>() but also a specialized definition!
template<> void foo<int>() { std::cout << "int stuff\n"; }
// external explicit instantiation 
extern template void foo<int>();

A.cpp

#include "A.h"
// explicit instantiation 
template void foo<int>();

BH

#pragma once
void bar();

B.cpp

#include "B.h"
#include "A.h"

void bar() {
    // instantiation to call foo
    foo<int>();
}

main.cpp中

#include "A.h"
#include "B.h"
int main() {
    // instantiation to call foo
    foo<int>();
    bar();

    return 0;
}

这里发生的是所有3个都在编译，但是当链接器通过传递三个目标文件来构建单个可执行文件时，它将失败。 编译器仅检查语言语法-语法并将其转换为目标文件。 链接器从编译器接收目标文件，并为变量，函数，类等创建所有需要的符号。

它在main中查找，并看到#include "Ah"和#include "Bh"因此预编译器已经进行了文本替换，并将Ah和Bh粘贴在页面顶部，因此，所有在Ah ＆ Bh中的代码属于A.cpp和B.cpp转换单位的内容现在也位于main.cpp转换单位中。 因此，它看到了foo模板对象，并且碰巧看到了多个定义！ 它与您使用extern无关。 为了说明这一点，我可以删除一些代码，并且由于多个定义而导致链接失败，但仍会生成相同的构建错误。

啊

#pragma once
#include <iostream>

template<typename T> void foo() { std::cout << "default stuff\n"; }
template<> void foo<int>() { std::cout << "int stuff\n"; }

A.cpp

#include "A.h"

main.cpp中

#include "A.h"

int main() {
    foo<int>();

    return 0
}

给出基本相同的构建链接错误：

1>------ Build started: Project: Temp, Configuration: Debug Win32 ------
1>main.cpp
1>main.obj : error LNK2005: "void __cdecl foo<int>(void)" (??$foo@H@@YAXXZ) already defined in A.obj
1>C:\Users\...\Temp.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found
1>Done building project "Temp.vcxproj" -- FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

两者之间的唯一区别是，在A和B中找到了多重定义，而在第二种情况下甚至没有使用B ，都发现了A的多重定义。

要解决此问题，请使用Brian's答案！ 基本上，经验法则是有declarations的headers和definitions在cpp文件，除非如果你的定义是在一个特定的类或命名空间，而不是在全球范围内。