声明没有解决 'explicit specialization after instantiation' 错误

Question

假设我正在尝试使用 Curiously Recurring Template Pattern:

创建自己的 boost::filesystem::path 实现

（为简洁起见，代码不完整，但在使用 GCC 4.8.4 使用“g++ -std=c++11 -o mypath ./mypath.cpp”编译时会出现所述问题）

mypath.hpp:

#ifndef MYPATH_HPP
#define MYPATH_HPP

#include <string>
#include <vector>

namespace my {

template <class T>
class PathBase
{
public:
  PathBase();
  PathBase(std::string const& p);

  std::string String() const;

  bool IsSeparator(char c) const;
  std::string Separators() const;

  typedef std::vector<std::string> pathvec;

protected:
  pathvec _path;

private:
  virtual std::string _separators() const =0;
};


class Path : public PathBase<Path>
{
public:
  Path();
  Path(std::string const& p);

private:
  virtual std::string _separators() const final;
};

} // namespace 'my'

#endif // MYPATH_HPP

mypath.cpp:

#include "mypath.hpp"

namespace my {

//////////template class PathBase<Path>;

template<>
bool PathBase<Path>::IsSeparator(char c) const
{
  return (Separators().find(c) != std::string::npos);
}

template <>
std::string PathBase<Path>::Separators() const
{
  return _separators();
}

} // namespace

int main(int argc, char** argv)
{
  return 0;
}

当然，我发现编写的代码无法编译，因为我在 IsSeparator() 隐式实例化它之后明确特化了 Separators()。但我并不是特别想玩打地鼠游戏，试图让我所有的方法都井井有条。

在研究关于 SO 的类似问题时，我发现其中一个 accepted answer 表明我可以通过仅声明我的专业化来巧妙地解决这个问题。但是...

我在 mypath.cpp 中注释掉的 template class PathBase<Path>; 行对问题没有影响，
有点像我的头文件已经用其整个 class Path : public PathBase<Path> { ... } 声明声明了显式特化。

我的显式声明到底应该是什么样子？

Answer 1

让我们先解决这些问题：

template class PathBase<Path>; 未声明显式特化；它是一个显式实例化定义。您要求编译器实例化 PathBase<Path> 及其具有定义的所有成员，基于您当时提供的定义。在这种特定情况下，它确实没有任何区别。

显式特化的声明看起来像 template<> class PathBase<Path>;，但这也不是您想要的；见下文。
在定义 Path 时使用 PathBase<Path> 也没有声明显式特化；根据您在上面提供的定义，它会触发 PathBase<Path> 的 隐式实例化 。 class 模板的隐式实例化实例化 class 定义，并且仅实例化其成员函数的声明；它不会尝试实例化函数的定义；这些仅在需要时实例化，稍后再实例化。

在您的 cpp 文件中，您明确地将 IsSeparator 和 Separators 特化为隐式实例化的 PathBase<Path>。您要求编译器根据您提供的通用定义实例化 PathBase<Path>，但是，当需要这些特定函数的定义时，请使用您提供的特定定义。

当 class 的结构和大多数成员的通用定义都很好时，它基本上是 shorthand 显式特化整个 class 模板的替代方法，而且您只想fine-tune定义几个成员。如果您显式特化整个 class 模板，则必须为特化的所有成员函数提供单独的 class 定义和定义，这意味着不必要的 copy-paste.

您需要尽快告诉编译器这些显式特化，以免某些代码尝试使用这些定义（它需要知道它必须寻找特定定义而不是通用定义）那些）。您可以通过声明（不一定定义）显式专业化来做到这一点。

最安全的做法是紧跟在 template <class T> class PathBase 定义的右大括号之后。类似于：

class Path;
template<> std::string PathBase<Path>::Separators() const;
template<> bool PathBase<Path>::IsSeparator(char c) const;

你绝对需要在 header 文件中执行此操作，而不是在 cpp 文件中，否则使用 header 的其他 cpp 文件将不知道显式特化并会尝试实例化通用版本（如果他们需要的话）。这将使您的程序 ill-formed，不需要诊断（这也适用于您的示例）。这意味着：如果编译器足够聪明，可以诊断出问题，你应该感激不尽；如果不是，你不能抱怨，这仍然是你的错。

预先声明显式特化后，定义可以稍后出现，可能在单独的 cpp 文件中；没关系，就像正常功能一样。

另请注意，如果您想在 header 文件中包含显式特化的定义（例如，为了简化内联），您必须声明它们 inline，再次像正常功能一样。否则，在多个 cpp 文件中包含 header 将使程序 ill-formed、NDR（您通常会在 link 时遇到多个定义错误）。

来自[temp.expl.spec]/7的强制性标准报价：

[...] When writing a specialization, be careful about its location; or to make it compile will be such a trial as to kindle its self-immolation.

是的，标准化委员会的成员也是人。

声明没有解决 'explicit specialization after instantiation' 错误

Declaration doesn't solve 'explicit specialization after instantiation' error

c++

crtp

explicit-specialization

template-instantiation