Question

我在C ++ 11 Xcode项目中有模板化函数，其中一些有专门化。但是，我发现只在调试版本中调用了特化;如果我在发布中构建，则会被忽略。

我已经成功创建了一个非常简单的例子：

special.h

#include <cstdio>

struct special
{
    template<typename T>
    void call(const T&) { puts("not so special"); }
};

special.cpp

#include "special.h"
#include <string>

template<>
void special::call(const std::string&) { puts("very special"); }

的main.cpp

#include "special.h"
#include <string>

int main()
{
    std::string str = "hello world";
    special s;
    s.call(123);
    s.call(str);
}

You can download the project（至少在2013年夏天的某个地方），如果您不想自己创建，请重现该问题。首先使用调试配置运行项目，然后在发布中再次运行它。我期望的输出是：

没那么特别非常特别

这确实是我在Debug构建配置中得到的。但是，有了Release，我明白了：

没那么特别没那么特别

这意味着在special.cpp中special::call的专门实现被忽略了。

为什么结果不一致？我该怎么做才能确保在发布版本中调用专用函数？

Answer 1

你的程序有UB。在使用之前，必须显示明确的特化或至少其声明。 [temp.expl.spec]§6：

如果是模板，成员模板或类模板的成员明确专业化然后宣布专业化在第一次使用该特化之前会导致一个隐式实例化发生在每个翻译单元中发生了这种用途;无需诊断。

将此声明添加到special.h：

template<>
void special::call(const std::string&);

或者，您可以将专业本身放入标题中。但是，由于专业化不再是模板，它遵循正常的功能规则，如果放在标题中，则必须标记为inline。

另外，请注意，函数模板特化具有相当特定的行为，并且通常使用重载比使用特殊化更好。有关详细信息，请参阅Herb Sutter's article。

Answer 2

您违反了一个定义规则（ODR）。那究竟发生了什么？在main.cpp中，special::call<string>没有专业知识。因此，编译器生成模板到该转换单元（TU）的实例化，该转换单元输出“不那么特殊”。在special.cpp中，声明并定义了一个完整的特化，因此编译器将该定义放入另一个转换单元中。因此，您在两个不同的翻译单元中对同一个函数有两个不同的定义，这违反了ODR，这意味着它是未定义的行为。

理论上，结果可以是任何东西。编译错误，崩溃，披萨的无声在线订单，任何。甚至在调试和发布编译中也有不同的行为。

实际上，我猜测发生以下情况：链接调试版本时，链接器会在两个TU中看到两次定义的相同符号，这仅适用于模板和内联函数。由于ODR，它可以假设两个定义都是等价的，并从special.cpp中选择一个，因此您巧妙地得到了您期望的行为。
在发布版本期间，编译器在编译special::call<string>期间内联对main.cpp的调用，因此您获得在该TU中看到的唯一行为：“不那么特别”。

那么你怎么能解决这个问题呢？为了只为该专业化定义一个定义，你必须像你一样在一个TU中定义，但你必须声明任何一个完全专业化其他TU，意思是声明标题special.h中存在专门化：

// in special.h
template<>
void special::call(const std::string&);

或者，更常见的是，在标题中定义，因此可以在每个TU中看到它。由于完全专业化的功能模板是普通功能，因此您必须将其内联定义：

// in special.h
template<>
inline void special::call(const std::string&)
{ 
  puts("very special"); 
}

为什么我的专用模板函数仅在调试版本中调用？

2 个答案: