class 模板的显式特化的定义应该放在 C++ 中的什么地方？

Question

For a given template and a given set of template-arguments,

...

an explicit specialization shall be defined at most once in a program (according to [basic.def.odr]), and

...

class 模板的显式（完全）特化的定义不能放在 header 中（否则在包含此 header 的每个翻译单元中都有一个定义，这样整个程序就会有不止一个定义。

此外，作为另一个证据，[basic.def.odr]/12 中列出的实体（下面引用块）不包含 class 模板的完整专业化。相反，包含“未指定某些模板参数的模板专业化 ”。

There can be more than one definition of a class type, enumeration type, inline function with external linkage ([dcl.inline]), inline variable with external linkage ([dcl.inline]), class template, non-static function template, concept ([temp.concept]), static data member of a class template, member function of a class template, or template specialization for which some template parameters are not specified ([temp.spec], [temp.class.spec]) in a program provided that each definition appears in a different translation unit, and provided the definitions satisfy the following requirements.

但是，如果我将定义放在源文件中并将其声明留在 header 中，例如，

// "a.h"
template <typename T>
struct S {};

template <>
struct S<int>; // declaration

// "a.cpp"
#include "a.h"

template <>
struct S<int> {}; // definition

// "main.cpp"
#include "a.h"

int main()
{
    S<int> s;
}

然后发生错误(tested by gcc)，因为S<int>是一个不完整的类型。

总而言之，我应该把 class 模板的显式特化定义放在哪里？

Answer 1

这是一个定义（特化将被实例化），而不是一个声明，它可能应该放在一个特定的源文件（*.cpp）中：

template <> struct S<int>;

注意：并不是 "hurt" 在每个翻译单元中都有这个...除了编译器实例化所需的时间，以及目标文件的膨胀（*.o 或*.obj).

这是一个声明（特化不会被实例化），放在头文件(*.h)中是可以的：

extern template <> struct S<int>;

声明需要C++11或更高版本。

Answer 2

我将尝试在这里总结一下我通过 the discussion in my other answer 学到的东西，希望能为这个问题留下一个好的答案，而不是让答案埋在评论中。

标准说

an explicit specialization shall be defined at most once in a program (according to ODR)

ODR 是单一定义规则。您只能在一个程序中定义每个 class 一次，但设计允许 class 定义在每个翻译单元中可用的例外情况：您可以在不同的翻译单元中定义 class 作为只要这些不同的定义是相同的，一个字符一个字符。 OP 的引用是 ODR 描述的一部分，请关注 the OP's link 以查看完整描述。

所以 IMO 标准的上面文本意味着显式专业化只能定义一次，但根据 ODR，因此有相同的例外：您可以在头文件中定义它，以便在多个翻译中可用单位。

请注意，在没有完整定义的情况下无法实例化 class（编译器至少需要知道为其分配多少字节）。对于模板化 class 或此类 class 的特化也是如此。因此，必须可以在每个使用它的翻译单元中出现该定义。

class 模板的显式特化的定义应该放在 C++ 中的什么地方？

Where should the definition of an explicit specialization of a class template be placed in C++?

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