对 class 模板的静态变量的未定义引用

Question

下面是我的代码：

// types.h
template <typename T>
struct type_to_char {};

template <>
struct type_to_char<char> {
  static constexpr char str[] = "baz";
};


// main.cpp
#include <iostream>
#include <string>

#include "types.h"

int main() {
  std::cout << type_to_char<char>::str << std::endl;
    return 0;
}

在尝试编译时，链接器returns出错： undefined reference to type_to_char<char>::str

我遇到过this answer，但我不确定如何在我的案例中应用它，因为模板没有编译。我应该在项目中放置一个单独的 .cpp 文件吗？

constexpr 变量的声明和定义有什么区别？这样的变量不能在没有初始化器的情况下声明，所以我为什么要在 .cpp 文件中单独定义？

我希望能对此做出一些澄清

Answer 1

您需要在最终程序中链接的 .cpp 中提供定义。例如：

   // types.h
    template <typename T>
    struct type_to_char {};

    template <>
    struct type_to_char<char> {
      static constexpr const char str[] = "baz";
    };


    // main.cpp
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include "types.h"

    constexpr const char type_to_char <char>::str[]; 

    int main() {
      std::cout << type_to_char<char>::str << std::endl;
    }

Answer 2

由于您完全特化了 class，它在许多方面表现得像未模板化的 class。一个例子是它的静态成员必须在实现文件中实例化，就像非模板化 classes.

// header file (type.h)
template <typename T>
struct type_to_char {};

template <>
struct type_to_char<char> {
  static constexpr char str[] = "baz";
};

// impementation file (type.cpp)
constexpr char type_to_char <char>::str[];

// main.cpp
#include <iostream>
#include <type.h>

int main() {
    std::cout << type_to_char<char>::str << std::endl;
    return 0;
}

Answer 3

您不能 odr-use 静态 constexpr 数据成员，除非您为其提供定义。
当您尝试执行此操作时，会尝试使用它：

std::cout << type_to_char<char>::str << std::endl;

这就是为什么需要定义的原因。
您可以轻松重现问题，如下所示：

struct S { static constexpr int x = 0; };
int main() { auto y = &S::x; (void)y; }

无论如何，在您的特定情况下，使用以下声明就足够了：

static constexpr char *str = "baz";

如果可以使用它代替数组类型，则不必显式定义type_to_char<char>::str。

对 class 模板的静态变量的未定义引用

Undefined reference to static variable of a class template

c++

linker

templates

template-specialization