提供模板类的一种方法的定义

Posted 2023-04-13

【中文标题】提供模板类的一种方法的定义

【英文标题】：Provide definition of one method of a template class

【发布时间】：2015-01-15 20:07:32

【问题描述】：

是否可以提供模板类的方法之一的自定义定义。或者是全部还是全部，这意味着我必须按原样使用所有提供的定义，或者我必须创建/定义整个类的模板特化。

我正在编写一些测试代码以更好地理解编写自定义分配器。我想提供allocator::allocate() 的自定义定义。我是否必须转发声明分配器。还是我的 allocate() 原型错误？还是我必须为分配器提供模板特化，这样我才能提供自己的 allocate() 定义。

#include <memory>
#include <iostream>

template <>
std::allocator<int>::pointer 
std::allocator<int>::allocate(size_type n, std::allocator<void>::const_pointer hint)

    cout << "Doing an alloc for an int allocator" << endl;
    return nullptr;


int main()

    std::allocator<int> a1; // default allocator for ints
    int* a = a1.allocate(10); // space for 10 ints

得到以下错误：

$ g++ -std=c++11 ./t1.cc
./t1.cc:6:78: error: no member function 'allocate' declared in 'std::allocator<int>'

我正在使用 g++ 4.7.2。我查看了头文件“bits/allocator.h”（包含在定义类分配器的“内存”中。没有看到方法 allocate()。方法原型是否在基类之一中？

【问题讨论】：

你必须把它放到 std 命名空间中。 C++ 中没有模板函数特化。 （取而代之的是重载，在这种情况下对您没有帮助）

@erenon 在 std 命名空间中放入“什么”？

【参考方案1】：

这是因为在 gcc 中，allocator 是这样定义的：

template<typename _Tp>
class allocator: public __glibcxx_base_allocator<_Tp>
 .. ;

allocate() 方法本身来自__glibcxx_base_allocator。现在，几行之后，这个基础就被删除了：

// Undefine.
#undef __glibcxx_base_allocator

作为阻止像你这样的人在代码中乱搞的气馁！

但是，让我以 DO NOT DO THIS EVER OMG 作为开头，为了胡闹，你可以发现 __glibcxx_base_allocator 是 #defined 为 __gnu_cxx::new_allocator，并且您可以使用这些知识来专门化您的功能（请注意，它必须与原始模板位于相同的命名空间中 - 根据专业化规则）：

namespace __gnu_cxx 

    template <>
    new_allocator<int>::pointer
    new_allocator<int>::allocate(
        new_allocator<int>::size_type n,
        std::allocator<void>::const_pointer hint)
    
        std::cout << "Doing an alloc for an int allocator" << std::endl;
        return nullptr;
    

我真的无法强调不要这样做。但是追踪起来很有趣。

【讨论】：

太棒了，非常感谢。是一次非常好的学习经历。我有个问题。当我使用 std::allocator 类型（在 main 中）时，类类型由编译器创建（包括 int 的 allocate() 版本）。我正在提供我自己的定义。为什么编译器不抱怨“相同”方法的重复定义。还是两者不一样？如果有，它们有何不同？

【参考方案2】：

查看 MinGW g++4.9 附带的 libstdc++ 标头，allocate 成员函数的定义存在于标头 ext/new_allocator.h 中定义的类 new_allocator 中。 std::allocator 公开继承自 new_allocator。

如果 libstdc++ 选择将 allocate 定义为 std::allocator 本身的成员函数，您的代码将被编译（它在 VS2013 上编译，因为 std::allocator 的实现确实定义了 allocate 成员函数），但是即便如此，这将是未定义的行为。

来自 N3337，§17.6.4.2.1/2 [namespace.std]

如果 C++ 程序声明了，则其行为未定义 — 标准库类模板的任何成员函数的显式特化，或...

如果您想自定义行为，您需要提供自己的分配器实现。

【讨论】：

只是好奇，再想一想，为什么代码会在你的环境下编译。编译器不应该抱怨 std::allocator::allocate() 的定义重复吗？

@AhmedA 我不明白你的问题。如果我使用 g++，您的示例不会编译，如果我使用 MSVC，它会编译。但是没有重复定义的问题，因为这两种实现都没有提供 std::allocator<int>

的专门化

当你说代码在 VS2013 中编译时，因为 std::allocator 定义了 allocate()。在那种情况下，当我在 main 中使用类型 allocator 时，是否不会生成 std​​::allocator 的特化。而且我还在我的 cc 文件中提供了一个。这就是我所说的重复。对不起，如果我不清楚。

@AhmedA 不，我现在明白了。这不是成员函数的显式特化的工作方式。阅读this（搜索类模板的成员或成员模板）。您的显式特化将在您的示例中使用（如果您对其进行编译）。