如何导出从 Visual Studio 中显式实例化的模板派生的 class？

Question

在我的 DLL 中，我有一个 class 模板和从该模板的实例派生的第二个 class。两个 classes 都应导出并可在其他 DLL 中使用。编译器是Visual Studio 2013。我希望模板代码在一个翻译单元中实例化，所以我使用显式实例化。

DLL1中的代码分布如下。基本 class 模板：

// In BaseTemplate.h:
#pragma once

template<typename T> 
class BaseTemplate
{
public:
    T foo(T t);
};

// declare explicit instantiation
extern template class BaseTemplate < int >;    

// In BaseTemplate.cpp:
#include "BaseTemplate.h"

// template method definition
template<class T>
T BaseTemplate<T>::foo(T t)
{
    return t;
}

// explicit instantiation and export
template class __declspec(dllexport) BaseTemplate < int >;

派生 class:

// In Derived.h:
#pragma once
#include "BaseTemplate.h"

#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
#define DLL1_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL1_API __declspec(dllimport)
#endif

class DLL1_API Derived : public BaseTemplate < int >
{
public:
    void bar();
};

理论是 extern 语句阻止所有翻译单元中的实例化，除了 BaseTemplate.cpp，其中执行显式实例化。但是，我收到以下警告（在我的项目中被视为错误，因此破坏了构建）：

1> basetemplate.h(19): warning C4661: 'int BaseTemplate<int>::foo(T)' :
1> no suitable definition provided for explicit template instantiation request
1> with
1> [
1>    T=int
1> ]
1> basetemplate.h(15) : see declaration of 'BaseTemplate<int>::foo'

好像是派生class的export触发了实例化，忽略了extern语句。如果我从 Derived class 中删除导出宏，DLL1 会在没有警告的情况下编译（但其他 DLL 显然会失败 link）。如果我在 class 中聚合一个 BaseTemplate 类型的成员而不是继承，它也能正常工作（即使导出）。

如何在 Visual Studio 中组合显式模板实例化和导出的派生 classes？

Answer 1

从 Microsoft 开发人员支持中心，我得到了以下问题的答案：

This is the current design: in this case applying ‘__declspec(dllexport)’ to the class ‘Derived’ means that all the methods of ‘Derived’ and its base classes will be exported and in order to export a method that is a member of a class template the compiler needs to instantiate the class template and all of its methods. If the definition of a method is provided elsewhere (as it is in this case) then the compiler can’t export that method – hence the warning. Note: exporting a method of a class template is more than just instantiating it – the symbol that is generated has different ‘linkage’ and a (slightly) different mangled name.

根据这个陈述和我自己的实验，我得出以下结论。每当存在导出的派生 class（或 class 模板）时，基本 class 模板的实现必须对派生 class 可见。此外，我发现 extern 语句本身并不能替换 dllimport，我的问题中的示例代码中缺少它。

可以结合显式实例化和 header-only 实现。但是，在 Visual Studio 中，您无法在派生时避免额外的实例化。这是我目前使用的模式：

在BaseTemplate.h中：

#pragma once

template<typename T> 
class BaseTemplate
{
public:
    T foo(T t);
};

// Declare explicit instantiation.
#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
    // Avoid duplicate instantation within DLL1, except for inheritance.
    extern template class BaseTemplate < int >;    
#else
    // Provide instantiation for other DLLs.
    template class __declspec(dllimport) BaseTemplate < int >;
#endif

// Include implementation in header to enable inheritance 
// (and possibly further instantiations in other DLLs).
#include "BaseTemplate_impl.h"

在BaseTemplate_impl.h中：

// template method definition
template<class T>
T BaseTemplate<T>::foo(T t)
{
    return t;
}

在BaseTemplate.cpp中：

#include "BaseTemplate.h"     

// explicit instantiation and export
template class __declspec(dllexport) BaseTemplate < int >;

在Derived.h中：

#pragma once
#include "BaseTemplate.h"

#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
#define DLL1_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL1_API __declspec(dllimport)
#endif

class DLL1_API Derived : public BaseTemplate < int >
{
public:
    void bar();
};

如何导出从 Visual Studio 中显式实例化的模板派生的 class？

How to export a class derived from an explicitly instantiated template in Visual Studio?

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