C ++類模板專業化

Question

我是C ++編程的新手，在執行單獨的編譯時遇到了似乎無法解決的問題。 我正在嘗試對我的類tokenize進行專門tokenize ，以為特定類型（ istream ）添加一個dtor。 我有以下幾點：

#ifndef __TOKENIZER_H__
#define __TOKENIZER_H__

#include <fstream>
#include <string>

template <class T>
class base {
  // ... some methods/member variables.
};

template <class T>
class tokenizer : public base<T> {
  public:
    tokenizer(T &in);
};

template <>
class tokenizer<std::ifstream> : public base<std::ifstream> {
  public:
    tokenizer(std::ifstream &in);
    ~tokenizer();
};

#endif

...和：

#include "tokenizer.h"

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <locale>

using std::ifstream;
using std::istream;
using std::string;

// [BASE]

// ... code for those functions.

// [TOKENIZER]

// See header file.
template <class T>
tokenizer<T>::tokenizer(T &in) : base<T>(in) { }

// See header file.
template <>
tokenizer<ifstream>::tokenizer(ifstream &in) : base<ifstream>(in) { }

// See header file.
template <>
tokenizer<ifstream>::~tokenizer() {
  delete &(base<ifstream>::in);
}

// Intantiating template classes (separate compilation).
template class base<std::ifstream>;
template class base<std::istream>;
template class tokenizer<std::ifstream>;
template class tokenizer<std::istream>;

...但是我得到以下錯誤：

tokenizer.cc:62: error: template-id ‘tokenizer<>’ for ‘tokenizer<std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> > >::tokenizer(std::ifstream&)’ does not match any template declaration
tokenizer.cc:66: error: template-id ‘tokenizer<>’ for ‘tokenizer<std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> > >::~tokenizer()’ does not match any template declaration

我正在使用g ++進行編譯。 如果有人可以指出我所缺少的內容以及可能的解釋，那就太好了。 我很困惑模板如何與單獨的編譯（defns / decl分開）一起工作。

Answer 1

[temp.expl.spec] / 5狀態：

顯式專門化的類模板的成員以與普通類的成員相同的方式定義，而不使用template<>語法。 當定義顯式專門的成員類的成員時，也是如此。 但是， template<>用於定義專門化為類模板的顯式專門化成員類模板的成員。

它還提供了以下示例（我僅引用一些摘錄）：

 template<class T> struct A { template<class U> struct C { }; }; template<> struct A<int> { void f(int); }; // template<> not used for a member of an // explicitly specialized class template void A<int>::f(int) { /∗ ... ∗/ } template<> template<class U> struct A<char>::C { void f(); }; // template<> is used when defining a member of an explicitly // specialized member class template specialized as a class template template<> template<class U> void A<char>::C<U>::f() { /∗ ... ∗/ } 

據我所知，一旦您明確地專門化了一個類模板，就創建了一個“普通類”。 顯然，它不再是模板（您無法通過專業化創建類），而是名稱中帶有一些<..>的類型。

在您的情況下，這僅意味着先忽略template<>

 // See header file. //template <> tokenizer<ifstream>::tokenizer(ifstream &in) : base<ifstream>(in) { } // See header file. //template <> tokenizer<ifstream>::~tokenizer() { delete &(base<ifstream>::in); } 

---

關於澄清單獨編譯與模板結合的要求：

當您使用類模板創建對象（例如std::vector<int> v ）或調用函數模板（例如std::sort(begin(v), end(v)) ）時，您正在處理模板的專業化 。 std::vector<int>是類模板std::vector 。

當TU中需要特殊化時，可能有必要從類模板中生成特殊化。 這稱為實例化 。 一個顯式專門化的模板不會被隱式實例化（它已經是專門化的）。 也就是說，您的專業化tokenizer<ifstream>不必在任何TU中實例化。

由於這些原因，模板本身不能與單獨的編譯一起使用。 但是，您可以使用顯式實例化和專業化明確為模板特提供單獨編制的好處。 例如：

[header.hpp]

template<class T> void foo(T);
extern template void foo<int>(int);

[impl.cpp]

#include "header.hpp"

template<class T> void foo(T) { return T{} };

template void foo<int>(int); // force instantiation

[main.cpp中]

#include "header.hpp"

int main()
{
    foo<int>(42); // no instantiation will occur
}

在main.cpp中，我們無法實例化foo的定義，因為該定義不可用。 我們可以實例化聲明。 還有一個顯式的實例化聲明，可以防止任何隱式的實例化。 在另一個TU（impl.cpp）中，我們通過顯式實例化定義實例化了foo<int> 。 這要求f的定義存在並實例化該定義。 其余的與普通函數相似：我們有兩個聲明和一個定義。

類似地，對於類模板：如果TU中需要類的定義，則我們需要實例化模板，或者需要具有顯式的特殊化（此處無法使用顯式的實例化定義AFAIK）。 這正是OP的示例。

如果不需要類的定義，我們可以使用類似於PIMPL方法的東西：

[header.hpp]

template<class T>
class foobar;

struct s
{
    foobar<int>* p;
    void f();
}

[impl.cpp]

#include "header.hpp"

template<class T> class foobar { int i; }

void s::f() { p = new foobar{42}; }

[main.cpp中]

int main()
{
    s obj;
    obj.f();
}