Блог

У меня есть класс A с шаблонным аргументом T, который ограничен двумя типами: T1 и T2. Из-за этого я явно создал экземпляр класса A для типов T1 и T2, так что функциональность A может быть определена в исходном файле и ее не нужно перекомпилировать каждый раз, когда включен A.hpp.

A. ГЭС:

 template<typename T>
class A {
public:
    void basicMethod();
};

template class A<T1>;
template class A<T2>;
 

A.cpp:

 template<typename T>
void A<T>::basicMethod() {
    // ...
}
 

Однако теперь я хочу добавить шаблонный метод как для <T1>, так и для <T2>, где аргумент шаблона снова ограничен двумя типами: S1 и S2:

A. ГЭС:

 template<typename T>
class A {
public:
    void basicMethod();
    template<typename S>
    void advancedMethod();
};

template class A<T1>;
template class A<T2>;

// How to explicitly instantiate A::advancedMethod here?
 

A.cpp:

 template<typename T>
void A<T>::basicMethod() {
    // ...
}

template<typename T>
template<typename S>
void A<T>::advancedMethod() {
    // ...
}
 

Как мне явно создать экземпляр <T>::advancedMethod<S> для (T, S) = {T1, T2} x {S1, S2}? Основываясь на том, что я нашел в Интернете, я попытался добавить подобные вещи в конец A.hpp:

 template void A<T1>::advancedMethod(S1);
template void A<T1>::advancedMethod(S2);
template void A<T2>::advancedMethod(S1);
template void A<T2>::advancedMethod(S2);
 

Однако это вообще не сработало.

Явные определения создания экземпляра для шаблонов функций-членов шаблонов классов

Вы почти поняли это. Правильный синтаксис:

 template void A<T1>::advancedMethod<S1>();
template void A<T1>::advancedMethod<S2>();
template void A<T2>::advancedMethod<S1>();
template void A<T2>::advancedMethod<S2>();
 

В частности, следует отметить, что advancedMethod() это шаблон функции, параметризованный по параметру шаблона одного типа, без параметров функции: ваши явные определения создания экземпляра для разной специализации шаблона функции (для разных специализаций шаблона класса, в котором он определен) должны, как и явные определения создания экземпляра для шаблона класса, предоставлять шаблонаргументы ( <...> ) для указания специализаций, которые вы хотите явно создать.

Наконец, шаблон advancedMethod() функции, естественно, должен быть определен (либо через определение основного шаблона, либо в явной специализации) для каждой специализации, которая явно создается; в частности (cppreference):

Если шаблон функции, шаблон переменной, шаблон функции-члена или элемент функции-члена или элемент статических данных шаблона класса явно создается с явным определением экземпляра, определение шаблона должно присутствовать в той же единице преобразования.

Отделение определений шаблонных функций (функций-членов шаблона / class) от их объявлений: -timl.hpp шаблон

В результате приведенного выше требования при предоставлении явных определений экземпляра вы обычно размещаете их после определений связанных шаблонных объектов в исходном файле, где типичным вариантом использования является то, что пользователь общедоступного API шаблонного объекта не должен иметь доступа к определениям (как в вашемпример). Это важно, поскольку вы не можете явно создавать экземпляр одной и той же специализации дважды для разных единиц перевода, согласно [temp.spec]/5:

Для заданного набора аргументов шаблона,

• явное определение экземпляра должно появляться в программе не более одного раза,
• […]

Для диагностики нарушения этого правила реализация не требуется.

Таким образом, если вы поместите явные экземпляры в заголовок, а затем включите заголовок в более чем один исходный файл, ваша программа будет неправильно сформирована, NDR.

 // a.hpp
template<typename T>
class A {
public:
    void basicMethod();
    template<typename S>
    void advancedMethod();
};

// a-timpl.hpp
#include "a.hpp"

template<typename T>
void A<T>::basicMethod() {
    // ...
}

template<typename T>
template<typename S>
void A<T>::advancedMethod() {
    // ...
}

// a.cpp
#include "a-timpl.hpp"
#include "t1.hpp"
#include "t2.hpp"
#include "s1.hpp"
#include "s2.hpp"

// Explicit instantiation definitions for
// production intent.
template class A<T1>;
template class A<T2>;

template void A<T1>::advancedMethod<S1>();
template void A<T1>::advancedMethod<S2>();
template void A<T2>::advancedMethod<S1>();
template void A<T2>::advancedMethod<S2>();
 

Для теста вы аналогичным образом включаете файл -timpl.hpp заголовка, а не основной заголовок (основной заголовок предназначен для общедоступного API), так что вы можете использовать шаблонные определения для явного создания экземпляров специализаций, используемых в test:

 // a_test.cpp
#include "a-timpl.hpp"
#include "t1_mock.h"
#include "t2_mock.h"
#include "s1_mock.h"
#include "s2_mock.h"

// Explicit instantiation definitions for
// test intent.
template class A<T1Mock>;
template class A<T2Mock>;

template void A<T1Mock>::advancedMethod<S1Mock>();
template void A<T1Mock>::advancedMethod<S2Mock>();
template void A<T2Mock>::advancedMethod<S1Mock>();
template void A<T2Mock>::advancedMethod<S2Mock>();