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C++ 的巢狀類模板的特化定義不允許寫在類定義的範圍內

阿新 • • 發佈：2019-01-05

最近在使用在使用模板特化寫一段程式時發現一個奇怪的問題，比如像如下程式碼：

#include <iostream>
using namespace std;
class CMyClass
{
public:
 template <typename T>
 struct test
 { 
         T i;
 };

template <>
 struct test<long>
 {
         unsigned long i;
 };
};

int main(void)
{
 CMyClass::test<int> test1

;
CMyClass::test<long> test2;
 CMyClass::test<char> test3;

cout << "typeid(test1.i) is " << typeid(test1.i).name() << endl;
 cout << "typeid(test2.i) is " << typeid(test2.i).name() << endl;
 cout << "typeid(test3.i) is " << typeid(test3

.i).name() << endl;

return 0;
}

這段程式碼在Linux下的GCC 3.4.3下無法編譯通過，編譯時提示錯誤：

xxx.cpp:12: error: invalid explicit specialization before '>' token
xxx.cpp:12: error: explicit specialization in non-namespace scope `class CMyClass'

但在VC6和VC8下都可以編譯通過。

後翻閱資料，發現有人提到，C++標準中規定，巢狀類模板在類的定義中不允許被顯示特化宣告，只允許偏特化（“Explicit template specialization is forbidden for nested classes ”，“As partial template specialization is not forbidden ”），比如，這樣就可以：

#include <iostream>
using namespace std;

class CMyClass
{
public:
 template <typename T, typename S = void>
 struct test
 {
 T i;
 };
 template <typename S>
 struct test<long, S>
 {
 unsigned long i;
 };
};
int main(void)
{
 CMyClass::test<int> test1;
 CMyClass::test<long> test2;
 CMyClass::test<char> test3;

cout << "typeid(test1.i) is " << typeid(test1.i).name() << endl;
 cout << "typeid(test2.i) is " << typeid(test2.i).name() << endl;
 cout << "typeid(test3.i) is " << typeid(test3.i).name() << endl;

return 0;

}

在上面這段程式碼使用一個無用的模板引數來實現以偏特代替特化，從而化解了這個問題。至於為什麼VC下能夠正常編譯，網上的資料說是VC不符合標準（“MSVC is wrong in this case and g++ correct”），不過這點我尚未在C++標準中找到明文依據。

但是這樣一來就有個問題，偏特化在VC6下是用BUG的，無法正常使用，也就是說出來的程式碼將無法相容VC6。對於VC6這樣落伍的編譯器，相容它是沒有太大的必要，但是回頭想想，難道要在定義巢狀類模板的特化，就不行了麼？必須使用偏特化來代替麼？C++對此是如何規定的呢？翻閱相關資料後，我找到了答案－－要把特化的程式碼寫在類定義的外面（要寫在namespace下），如第一段程式碼應該寫成這樣：

#include <iostream>
using namespace std;

class CMyClass
{
public:
template <typename T>
struct test
 {
int i;
};
};
template <>
struct CMyClass::test<long>
{
long i;
};

int main(void)
{
CMyClass::test<int> test1;
CMyClass::test<long> test2;
CMyClass::test<char> test3;

cout << "typeid(test1.i) is " << typeid(test1.i).name() << endl;
cout << "typeid(test2.i) is " << typeid(test2.i).name() << endl;
cout << "typeid(test3.i) is " << typeid(test3.i).name() << endl;

return 0;
}

這樣修改後，就可以在GCC下編譯通過了，同時，VC6，VC8也都能編譯通過！

總結一下吧：
在C++中，如果要對巢狀類模板進行特化，則要麼使用偏特化來替代特化（增加一個無用的模板引數），要麼將特化程式碼放在類定義之外。

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