在派生类中专门化模板成员

Posted 2023-02-16

【中文标题】在派生类中专门化模板成员

【英文标题】：specialize template member in derived class

【发布时间】：2018-11-05 20:53:31

【问题描述】：

我有一个带有模板成员的基类，它专门用于某些情况。派生类进一步专门化基类的模板成员。除此之外的基本原理是模板成员的各种专业化“逻辑上”执行相同的工作，以适应特定情况。基类提供了一些模板特化，在某些情况下完成任务，派生类应该通过进一步特化模板成员来将相同的任务“扩展”到其他情况。

这是一个最小的例子来说明我遇到的问题。

#include <iostream>

struct A 
  template <int i>
  void dosomething();

  void show();
;

template<>
void A::dosomething<0>()

  std::cout << "0 in A" << std::endl;


void A::show()

  dosomething<0>();


struct B : A 
  // Without the following declaration:
  // error: template-id ‘dosomething<1>’ for ‘void B::dosomething()’
  // does not match any template declaration
  template <int i>
  void dosomething();
;

template<>
void B::dosomething<1>()

  std::cout << "1 in B" << std::endl;


int main()

  A x;
  x.dosomething<0>();

  B y;
  y.dosomething<0>(); // Link error!
  y.show();
  y.dosomething<1>();

  return 0;

模板成员A::dosomething() 在基类中明确地专门用于i=0。模板的代码是显式生成的，并在成员 A::show() 中调用。

我发现的第一个问题是：

A) 没有重复声明

template <int i>
void dosomething();

在B的定义内，代码无法编译，报错：

template-id ‘dosomething<1>’ for ‘void B::dosomething()’
does not match any template declaration.

为什么基类A前面的声明不可见？

B) 上面的代码导致链接错误：

undefined reference to `void B::dosomething<0>()'

错误是由于 main 中的调用 y.dosomething<0>() 造成的。可以通过调用y.A::dosomething<0>() 来避免这种情况。为什么dosomething<0>() 在B 的实例中显然不可见？

【参考方案1】：

当您对成员函数进行out-of-line 定义时，会在:: 运算符之前引用的类中查找该函数的声明。

考虑一下：

struct C  void test(); ;
struct D : C  ;

void D::test()  ; // error, test is not a member of D but of C

这和做的一样

template<> void B::dosomething<1>() 
 

dosomething 及其所有特化定义必须由声明它的类限定，即在 A 中，就像您对 dosomething<0> 所做的那样。

还要注意B 中dosomething 的声明与A 的声明完全无关。由于调用了未定义的专业化B::dosomething<0>，您收到了链接错误。

您可以创建特化 template<> void A::dosomething<1>() ，但您没有得到您期望的多态行为，如果您确实需要不同版本的 dosomething<1> 子类，A::dosomething<1> 将由所有派生类共享，您仅限于最初的重复，为了从B 访问A::dosomething<0>，您可以使用static_cast<A&>(b).dosomething<0>()。

你还应该看看这个answer中的静态多态性

【讨论】：

感谢您的回答。但是我仍然对B 没有看到A 的模板声明这一事实感到困惑，因此我无法进一步专门化模板函数A::dosomething

@francesco 我编辑了答案以提供更多澄清，如果还有其他需要澄清的地方，请告诉我

非常感谢您的澄清和链接。