由于 header 中的专业化初始化，避免了重复符号？

Question

由于我试图在 header 中提供的定义，我发现了重复的符号错误。这是来自 Minimal, Complete, and Verifiable example 的错误。 header 个文件和源文件如下所示。

$ clang++ main.cpp x.cpp y.cpp -o main.exe 2>&1 | c++filt
duplicate symbol Id<S>::id in:
    /tmp/main-3f2415.o
    /tmp/long long-d62c28.o
duplicate symbol Id<T>::id in:
    /tmp/main-3f2415.o
    /tmp/long long-d62c28.o
duplicate symbol Id<S>::id in:
    /tmp/main-3f2415.o
    /tmp/unsigned long long-bfa6de.o
duplicate symbol Id<T>::id in:
    /tmp/main-3f2415.o
    /tmp/unsigned long long-bfa6de.o
ld: 4 duplicate symbols for architecture x86_64

这里有一个类似的问题，但不涉及专业化：Static member initialization in a class template. This question has the specialization but it is for MSVC and not Clang: How to initialize a static member of a parametrized-template class. And this question states to put it in the source (*.cpp) file but we are aiming for the header file to avoid Clang 3.8 and 'Id<S>::id' required here, but no definition is available warnings:

GCC、ICC、MSVC、SunCC 和 XLC 都可以初始化。 Clang 和 LLVM 给我带来了麻烦。 Clang 和 LLVM 在特化和 extern 的显式实例化方面也有问题，所以它有自己的特殊地狱。

我们支持C++03到C++17，所以我们必须小心解决方案。我天真地尝试将专业化的初始化放在一个未命名的命名空间中，以防止符号转义翻译单元，但它导致了编译错误。

在 header 中初始化和特化模板 class 时，我们如何避免重复的符号定义？

下面是MCVE，这是一个cat main.cpp a.h s.h s.cpp t.h t.cpp x.cpp y.cpp。问题似乎出在 a.h，它提供了专门化和初始化；以及源文件 x.cpp 和 y.cpp，其中包括 a.h.

main.cpp

#include "a.h"
#include "s.h"
#include "t.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
    uint8_t s = Id<S>::id;
    uint8_t t = Id<T>::id;
    return 0;
}

a.h

#ifndef A_INCLUDED
#define A_INCLUDED

#include <stdint.h>

template <class T> class Id
{
public:
    static const uint8_t id;
};

class S;
class T;

template<> const uint8_t Id<S>::id = 0x01;
template<> const uint8_t Id<T>::id = 0x02;

#endif

s.h

#ifndef S_INCLUDED
#define S_INCLUDED

class S {
public:
    S();
};

#endif

s.cpp

#include "s.h"

S::S() {}

t.h

#ifndef T_INCLUDED
#define T_INCLUDED

class T {
public:
    T();
};

#endif

t.cpp

#include "t.h"

T::T() {}

x.cpp

#include "a.h"

y.cpp

#include "a.h"

Answer 1

Clang/LLVM 不是问题。您只是运行进入未定义的行为，无需诊断。修复很简单。您需要将您的专业放在一个翻译单元中。即，

a.cpp:

#include "a.h"

template<> const uint8_t Id<S>::id = 0x01;
template<> const uint8_t Id<T>::id = 0x02;

然后命令行：

clang++ main.cpp a.cpp x.cpp y.cpp -o main.exe 2>&1 | c++filt

瞧。有效。

Answer 2

您违反了 Id::id 和 Id::id 的 ODR（一个定义规则）。它们为它们包含的每个翻译单元定义，因此在您 link.

时显示

根据您对 class S 和 T 的 id 的意图，您必须给它们一个独特的家。一种可能是将它们停在 main.cpp。 main.cpp 添加

template<> const uint8_t Id<S>::id = 0x01;
template<> const uint8_t Id<T>::id = 0x02;

或，把S的id放在s.cpp，T的id放在t.cpp:

s.cpp

#include "s.h"
#include "a.h"

template<> const uint8_t Id<S>::id = 0x01;

和 t.cpp.

的等价物

不要忘记删除 a.h 中任何 S 和 T 的痕迹。

但是，如果它们是a.h接口的一部分，创建一个a.cpp并在那里定义它们。

Answer 3

您可以使用 unnamed namespace 使您的 class 具有内部链接，例如

#ifndef A_INCLUDED
#define A_INCLUDED

#include <stdint.h>

namespace {
    template <class T> class Id
    {
    public:
        static const uint8_t id;
    };
}

class S;
class T;

template<> const uint8_t Id<S>::id = 0x01;
template<> const uint8_t Id<T>::id = 0x02;

#endif

将此代码替换为您示例中 a.h 中的内容，然后它将起作用，因为由于内部链接，一个翻译单元中的 Id<T> 与另一个翻译单元中的不同，因此一个-未违反定义规则。

由于 header 中的专业化初始化，避免了重复符号？

Avoiding duplicate symbol due to initialization of specialization in header?

c++

templates

initialization

static-members

template-specialization