链接模板目标文件 - clang 和 gcc 的不同行为

Question

关于 gcc 和 clang 之间不同行为的问题很多。但是我还没有找到解决问题的方法。

我使用模板，我想传播 class 的定义和实现。我读过（很多）我知道不同的可能性。我选择特定的声明，我想支持哪些模板。有：

   template class Temp<char>;
   template class Temp<double>;

如果我将这些行放在 template.cc 文件的末尾，我会选择我支持的模板。但是使用 gcc 我也可以将它写在头文件中。 Clang 不支持它，我收到链接错误。

但是为什么呢？头文件中使用模板的声明有什么问题？？？

这是我的玩具示例：

template.hh

#pragma once
#include <iostream>

template<typename T>
class Temp
{
public:
    Temp(T data);
    virtual ~Temp (){};
    void print();

private:
    T data_;
};

//Only gcc can support this
//template class Temp<char>;
//template class Temp<double>

template.cc

#include "template.hh"                                                                                           

template<typename T>
Temp<T>::Temp(T data): data_(data)
{
}

template<typename T>
void Temp<T>::print()
{
    std::cout << data_ << " " << sizeof(data_) << std::endl;
}

//Delete those, if it is used in header
template class Temp<char>;
template class Temp<double>;

test.cc

#include "template.hh"

int main(int argc, char *argv[])
{
    Temp<char> temp = Temp<char>('c');
    temp.print();

    Temp<double> temp2 = Temp<double>(1.0);
    temp2.print();
    return 0;
}

期望的输出：

c  1
1  8

Answer 1

显式模板实例化属于“.cc”实现文件，而不是 header。如果你想在 header 中声明它，你可以使用 extern:

extern template class Temp<char>;
extern template class Temp<double>;

这将避免您在使用 Clang 时可能遇到的 multiply-defined 符号。

可能是 GCC 在 header 文件中支持显式实例化，但这并不意味着它是正确的 C++，只是在这种情况下 GCC 是自由的。不要依赖那个。

Answer 2

函数模板的显式实例化是一个定义。 class模板的显式实例化是short-hand，用于实例化class模板的所有[non-template]成员函数。在 C++ 中对一个实体进行多个定义会导致违反 ODR-rule（一个定义规则）。违反ODR-rule不需要诊断。

因此，模板的显式实例化属于“.cc”文件。如果你想声明模板将在某个翻译单元中显式实例化，你可以使用extern模板声明，例如：

template <typename> void f();
template <typename> class F { /*...*/ };

extern template void f<int>();
extern template class F<int>();

extern 模板声明允许在 header 中定义模板，但禁止隐式实例化。相反，extern 模板声明承诺将有一个翻译单元提供显式实例化。

链接模板目标文件 - clang 和 gcc 的不同行为

Linking of template object files - different behavior with clang and gcc

c++

linker

gcc

templates

clang