C++ 模板类成员专门化的声明

当我在模板类中专门化一个（静态）成员函数/常量时，我对声明的目的感到困惑

下面是我该做什么的一个例子——你直接从以下方面思考：

==IBM成员专门化示例===

template<class T> class X {
public:
   static T v;
   static void f(T);
};

template<class T> T X<T>::v = 0;
template<class T> void X<T>::f(T arg) { v = arg; }

template<> char* X<char*>::v = "Hello";
template<> void X<float>::f(float arg) { v = arg * 2; }

int main() {
   X<char*> a, b;
   X<float> c;
   c.f(10); // X<float>::v now set to 20
}

模板类X{
公众：
静态tv；
静态空隙f（T）；
};
模板tx：：v=0；
模板void X:：f（T arg）{v=arg；}
模板char*X:：v=“Hello”；
模板void X:：f（float arg）{v=arg*2；}
int main（）{
xa，b；
xc；
c、 f（10）；//X:：v现在设置为20
}

问题是，如何将其划分为头文件/cpp文件？很明显，通用实现在头中，但是专门化呢

它不能放在头文件中，因为它是具体的，会导致多个定义。但是如果它进入.cpp文件，调用X:：f（）的代码是否知道专门化，或者它是否依赖于通用的X:：f（）

到目前为止，我只在.cpp中进行了专门化，在标题中没有声明。我在编译甚至运行我的代码（在gcc上，目前不记得版本）时没有遇到问题，而且它的行为与预期的一样——识别了专门化。但是A）我不确定这是否正确，我想知道什么是正确的，B）我的Doxygen文档不可靠，并且非常误导（稍后的问题中会有更多关于这方面的内容）

对我来说，最自然的事情是这样的，在标题中声明专门化并在.cpp中定义它：

==XClass.hpp===

#ifndef XCLASS_HPP
#define XCLASS_HPP

template<class T> class X {
public:
   static T v;
   static void f(T);
};

template<class T> T X<T>::v = 0;
template<class T> void X<T>::f(T arg) { v = arg; }

/* declaration of specialized functions */
template<> char* X<char*>::v;
template<> void X<float>::f(float arg);

#endif

\ifndef XCLASS\u水电站
#定义XCLASS_水电站
模板类X{
公众：
静态tv；
静态空隙f（T）；
};
模板tx：：v=0；
模板void X:：f（T arg）{v=arg；}
/*专门职能宣言*/
模板字符*X:：v；
模板void X:：f（浮动参数）；
#恩迪夫

==XClass.cpp===

#include <XClass.hpp>

/* concrete implementation of specialized functions */
template<> char* X<char*>::v = "Hello";
template<> void X<float>::f(float arg) { v = arg * 2; }

#包括
/*专门职能的具体实施*/
模板char*X:：v=“Hello”；
模板void X:：f（float arg）{v=arg*2；}

---

…但我不知道这是否正确。有什么想法吗？

把它们都放在

hpp

文件中。将专门化和您在类之外定义的任何内容

内联
——这将处理多个定义
 回答您的一个问题：
调用X:：f（）的代码是否知道专门化，或者它是否依赖于通用的X:：f（）？

如果编译器看到一个符合其要求的定义，那么它将使用它。否则它将生成正常的函数调用

在第一个代码段中，您为
X:：f（T arg）
提供了一个通用定义，因此编译器将为除
float
之外的任何
T
实例化该定义

如果省略泛型定义，那么编译器将生成调用，例如，
X:：f（double）
，链接器将搜索可能以链接器错误结束的定义

总结一下：您可以在标题中包含所有内容，因为作为模板，您不会得到多个定义。如果您只有声明，则需要在其他地方进行定义，以便链接器稍后查找。
通常您只需在标题中定义专门化
inline
，正如dirkgenty所说

如果您担心编译时间或代码膨胀，可以在单独的翻译单元中定义专门化：

// x.h:
template<class T> struct X {
    void f() {}
}

// declare specialization X<int>::f() to exist somewhere: 
template<> void X<int>::f();

//x.h:
模板结构X{
void f（）{}
}
//声明专门化X:：f（）存在于某个位置：
模板void X:：f（）；


//具有X:：f（）定义的翻译单元：
#包括“x.h”
模板void X:：f（）{
// ...
}

是的，你的方法看起来不错。请注意，您只能在完全专业化的情况下执行此操作，因此执行此操作通常是不切实际的

有关详细信息，请参见，例如。但这不适用于静态变量-仅适用于函数。除此之外，难道没有更优雅/标准的方法来处理这个问题吗？模板类成员专门化是模板编程的主要部分。当然，“你把声明放在哪里”比“声明内联并愚弄编译器”有一个更直截了当的答案？@Ziv：我原以为静态变量在头文件中不起作用，但我在VS2008中尝试过，它似乎起了作用。专门化可以在源文件中定义，也可以在头文件中内联定义，但必须在标题中声明。@quamrana:我不明白你认为什么不起作用。“static inline int X=1；”是（据我所知）与Dirkgente的答案不符的地方。@Mike:你的评论听起来像是我要找的！我的带有XClass.hpp/XClass.cpp标题的代码片段是正确的声明方式吗？我的问题是另一种方式：如果/在哪里/如何放置专用声明。模板专门化定义不能放在标题中（除非直接建议内联）。我如何确保X:：f（）调用了专门化，并且没有错误地调用通用定义？@Ziv：我的实验与我的预期相反，说所有东西都可以放在标题中，静态专门化等等。这很奇怪。我试过了，得到了一个“乘法定义…”错误。耶！出于好奇的问题：为什么偏好内联？这似乎是一个奇怪的“要求”——默认情况下，模板专门化是内联的。我问这一切只是因为你暗示这是你“通常”会做的，我不明白为什么我通常会这么做，就像我通常会内联声明任何其他函数一样。这是关于将它们放在标题中的偏好，
inline
是一个副作用。少写，多优化机会，忘记一个声明不会出错。此外，您始终需要完全专门化，对于大多数模板，这意味着为使用它的每种类型组合添加一个显式声明和实例化。有点挫败了
// translation unit with definition for X<int>::f():
#include "x.h"
template<> void X<int>::f() {
    // ...
}