C++模板类特化：为什么公共方法需要重新实现

Question

在示例中：

#include <iostream>

using namespace std;

class B
{
public:
    virtual void pvf() = 0;
};

template <class T>
class D : public B
{
public:
    D(){}

    virtual void pvf() {}

private:
    string data;
};

template <>
class D<bool> : public B
{
public:
    D();

    virtual void pvf(){ cout << "bool type" << endl; }
};

int main()
{
    D<int> d1;
    D<bool> d2;
}

我收到以下错误：

test.cpp:(.text+0x1c): undefined reference to `D<bool>::D()'

请注意，我不只专门化 D() 本身的原因是我想消除对字符串 D::dataD 情况下的 code>。

为什么我需要在 D 中重新实现 D() >？看来我应该有一种方法告诉编译器使用 D 中的版本。

有没有什么方法可以进行这样的简单专业化而无需重新实现方法？

Answer 1

类模板的每个特化都会给出一个不同的类 - 它们彼此不共享任何成员。由于您已经显式地专门化了整个类，因此您不会从模板中获取任何成员，并且必须实现它们全部。

您可以显式特化单个成员，而不是整个类：

template <> void D<bool>::pvf(){ cout << "bool type" << endl; }

然后 D 仍将包含您未显式特化的类模板的所有成员，包括默认构造函数。

Answer 2

不，没有。

专业化的行为与继承有很大不同。它与通用模板版本没有任何关系。

当您使用/实例化模板时，编译器将创建一个新的类型名称，然后查找该类型的定义方式。当它找到一个专门化时，它会将其作为新类型的定义。如果不存在，它将采用通用模板并实例化它。

因此它们没有联系，您只是编写一个全新的类，只是使用一个特殊的名称供编译器查找，以防有人使用/实例化模板以在该名称下找到它。

Answer 3

问题在于您错误地假设 D 和 D 之间存在共同。模板实例是类型，两个不同的实例是两种不同的类型，故事结束。只有相同模板的实例具有形式上相似的代码，但通过专门化，您可以定义您喜欢的任何类型。简而言之，您显式定义的每种类型都是完全独立的，并且专用模板实例之间没有通用性，即使它们碰巧具有相同的名称。

例如：

template <typename T> struct Foo
{
    T & r;
    const T t;
    void gobble(const T &);
    Foo(T *);
};

template <> struct Foo<int>
{
    std::vector<char> data;
    int gobble() const;
    Foo(bool, int, Foo<char> &);
};

类型 Foo 和 Foo 彼此无关，并且没有理由认为其中的任何部分应该有任何用途另一个里面。

如果你想分解出共同的特征，可以使用私有继承：

template <typename> struct D : private DImpl { /* ... */ }

Answer 4

您需要重新实现它，因为 D 和 D 是完全不相关的类（它们只是碰巧“共享名称”）。这就是模板的工作原理。

如果您希望类共享构造代码，只需将该代码放入 B::B 中（即每次您想要在同一层次结构的不同分支中重用代码时执行相同的操作：将编写代码并让继承处理其余的事情）。

Answer 5

考虑一下 D::D() 将负责默认构造字符串数据，而 D 则不会。没有这样的成员。显然，无法在每种情况下使用相同的发出代码。

但是，如果您的默认构造函数不执行任何操作（在此处的任一版本中），只需忽略它并允许编译器完成工作即可。