模板類中專用功能的聲明

Question

我正在努力解決的問題是模板類內部的專用模板函數的聲明（我將類聲明保留在頭文件中，並在關聯的.C文件中定義成員函數）。

我有代表點的模板類。 頭文件如下所示：

//...

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定義位於.C文件中：

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

據我了解，這是其定義的最一般形式。

在主函數中，我創建一個以float為T Point並嘗試在數組中設置一些值：

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

為了通過頭文件外部的模板的成員函數的定義使之成為可能，我需要通知編譯器有關.C文件的專門知識：

template class Point<float>;

而且我還需要聲明set函數的用法，我試圖通過這種方式來完成（ 而這段代碼就是問題所在 ）：

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

不幸的是，這沒有做，我得到了錯誤：

/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)'

我真的很感謝可能知道如何解決此問題的人的解釋。 謝謝。

Answer 1

為了在不同的TU中提供功能模板專業化的定義，您需要一個顯式的實例化聲明：

[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);
}