G ++为未使用的模板特化生成代码？

Question

在我正在研究的项目的一些序列化代码中，我有一个类型，其大小取决于编译器。 为了解决这个问题，我决定使用模板专业化，这非常有效。 一切都在编译时解决。 代码看起来有点像这样（不是真正的代码，只是一个例子）：

template <int size>
void
special_function()
{
     std::cout << "Called without specialization: " << size << std::endl;
}

template <>
void
special_function<4>()
{
     std::cout << "dword" << std::endl;
}

template <>
void
special_function<8>()
{
     std::cout << "qword" << std::endl;
}

int
main()
{
     special_function<sizeof(int)>();
     return 0;
}

在我的32位系统上，按预期执行上述程序输出dword 。 但这样做的全部意义并不是只做if (sizeof(int) == 4) { ... } else if ...是我希望编译器只为适当的函数生成代码。 由于special_function<4>是本程序中唯一调用的函数，因此我预计它是编译器生成的唯一函数（本例中为gcc 4.1.2，在x86 Linux上）。

但这不是观察到的行为。

虽然它确实有效，但每个模板专业化的代码都会生成，尽管从未使用过。 但是，不生成通用定义。

我应该提一下，这是一步编译，而不是编译到中间对象文件后跟一个链接。 在这种情况下，将死代码删除推迟到链接阶段似乎很自然，我知道链接器并不总是非常擅长这一点。

有谁知道发生了什么？ 我在这里缺少模板专业化的微妙之处吗？ 上帝知道魔鬼在C ++的细节中。

编辑：因为它已被提及，这种行为发生在-O3和-Os。

EDIT2：Rob建议将函数放在匿名命名空间中。 这样做并使用任何级别的优化进行编译确实会删除死代码，这很好。 但我很好奇，所以我尝试用以下程序做同样的事情：

namespace {
void foo() { std::cout << "Foo!" << std::endl; }
void bar() { std::cout << "Bar!" << std::endl; }
}

int
main()
{
       foo();
       return 0;
}

这里的想法是看看Rob的解决方案是否实际上与模板特化相关。 事实证明，上面编译时启用了优化的代码省略了可执行文件中未使用的bar()定义。 因此，虽然他的答案解决了我的直接问题，但它并没有解释为什么根本不编译未使用的模板特化。

有没有人知道标准中的相关片段可以解释这一点？ 我一直认为模板只是在使用时生成的，但对于完全专业化可能并非如此......

Answer 1

示例中的模板特化是具有外部链接的函数。 编译器无法知道不会从另一个翻译单元调用它们。

在我的g ++ 4.7.2 Ubuntu系统上，将模板放入匿名命名空间并使用-O3编译可防止生成未使用的函数。

同样，声明函数模板static产生预期的效果。

Answer 2

这是一个特殊的问题。 我稍微研究了一下，这个问题与模板专业化无关。 我猜g ++默认情况下不会删除未使用的符号。 如果您以后想要将输出链接到另一个程序，这是有道理的。

但是，您可以使用命令行选项来删除未使用的符号。 有关详细信息，请参阅此帖子：

如何用GCC和ld删除未使用的C / C ++符号？

但也看到了这里

使用GCC查找无法访问的函数（“死代码”）

和这里

传统C / C ++项目中的死代码检测

为了试试这个，我修改了代码如下：

#include <iostream>

void junk_function() {
    std::cout<<"test" << std::endl;    
}

template <int size>
void special_function()
{
     std::cout << "Called without specialization: " << size << std::endl;
}

template <>
void special_function<4>()
{
     std::cout << "dword" << std::endl;
}

template <>
void special_function<8>()
{
     std::cout << "qword" << std::endl;
}

int main()
{
     special_function<sizeof(int)>();
     return 0;
}

然后将此代码存储到sp.cpp。 第一，

g++ -Os sp.cpp -o sp
nm sp

得到了这个（注意，为了便于阅读，我删除了一堆符号）：

0804879a T _Z13junk_functionv
080487b8 T _Z16special_functionILi4EEvv
080487f5 T _Z16special_functionILi8EEvv

似乎有两个未使用的符号。 我也尝试了-O1，-O2，-O3，并且得到了相同的结果。

下一个：

g++ -Os -fdata-sections -ffunction-sections sp.cpp -o sp -Wl,--gc-sections
nm sp

得到了这个：

0804875a T _Z16special_functionILi4EEvv

而已。 所以看起来你只需要传递正确的参数来告诉g ++去除未使用的符号。 在Mac上，我猜他们有-dead_strip选项，但我不知道为什么它在g ++中不起作用（尽管在手册页中提到过。不可否认，我没有深入研究这个，所以有可能是一个我错过的精美印刷品。

我认为链接时默认情况下Visual C ++的链接器会剥离，但我没有测试。 也许别人可以插话。