模板鏈接器錯誤：未定義符號（鏈接器錯誤），但所有內容都在一個文件中

Question

編譯和鏈接定義自定義文字的唯一文件失敗。 該文件由自定義文字定義（ operator"" ）組成，在此之前，有一個模板類將數字（ typename ... Chars ）轉換為NumberT類型的NumberT ：

#include <cstdint>
#include <chrono>
#include <limits>


using Du = std::chrono::duration<uint16_t>;


template <typename NumberT, size_t Depth, char ... String>
struct _StringToNumber;

template <typename NumberT, size_t Depth, char Head, char ... Tail>
struct _StringToNumber<NumberT, Depth, Head, Tail ...> {
    static_assert('0' <= Head <= '9', "unsupported character in unsigned number literal");

    using next = _StringToNumber<NumberT, Depth+1, Tail ...>;

    const static size_t total_depth = next::total_depth;

    const static NumberT order_value = (total_depth-Depth-1)*(Head - '0');

    static_assert(std::numeric_limits<NumberT>::max() - next::value >= order_value, "literal does not fit the underlying type");

    const static NumberT value =  order_value + next::value;

};

template <typename NumberT, size_t Depth>
struct _StringToNumber<NumberT, Depth> {
    const static size_t total_depth = Depth;
    const static NumberT value = 0;
};

template <typename NumberT, char ... Chars>
using StringToNumber = _StringToNumber<NumberT, 0, Chars ...>;


template <char ... Chars>
Du operator "" _du () {  // my custom literal
    return Du(StringToNumber<Du::rep, Chars ...>::value);
}


int main() {
    1_du;  // Undefined symbols for architecture x86_64: "_StringToNumber<unsigned short, 0ul, (char)49>::value"
    StringToNumber<uint16_t, '2'>::value;  // apparently works

    return 0;
}

鏈接器錯誤：

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "_StringToNumber<unsigned short, 0ul, (char)49>::value", referenced from:
      std::__1::chrono::duration<unsigned short, std::__1::ratio<1l, 1l> > operator"" _du<(char)49>() in scratch_1-71f359.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64

奇怪的是，如果我用例如uint16_t替換Du和Du :: rep，我不會收到錯誤。

命令g++ -std=c++17 thefile.cpp

$ g++ --version
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.2.1
Apple LLVM version 10.0.0 (clang-1000.11.45.5)
Target: x86_64-apple-darwin18.0.0
Thread model: posix

Answer 1

struct定義內的以下語法：

const static NumberT value = 0;

是帶有初始化程序的聲明， 而不是定義。 也就是說，編譯器可以將其值用於優化目的，但是一旦value被ODR使用（例如，綁定到引用），該實體就必須在內存中具有地址。 通過使用std::chrono::duration作為operator""的結果，您可以強制value受duration的構造函數接受作為參數的引用的約束，因此允許鏈接器抱怨缺少的定義。 為了提供定義，請在struct本身的定義之后添加以下幾行：

template <typename NumberT, size_t Depth>
const NumberT _StringToNumber<NumberT, Depth>::value;

在專業化之后：

template <typename NumberT, size_t Depth, char Head, char ... Tail>
const NumberT _StringToNumber<NumberT, Depth, Head, Tail ...>::value;

或者使所有聲明都inline （ c ++ 17 ）：

template <typename NumberT, size_t Depth>
struct _StringToNumber<NumberT, Depth> {
    inline const static size_t total_depth = Depth;
    inline const static NumberT value = 0;
};

還要注意，標識符以下划線開頭，后跟大寫字母，為實現保留。