类模板的所有实例可以共享相同的模板独立成员函数吗？

Question

在下面的示例中，我假设类模板函数get_count() 将有两个不同的实例化，这是多余的，因为它们不依赖于模板参数。这是真的（或优化了吗？），当涉及到某些成员函数时，有没有办法让模板的所有实例化都使用一个通用函数（可能是一些模板参数通配符，如<*>？）？

template<class T>
class A {
    private:
        T obj;
        int count;
    public:
        int get_count(); 
};

template<class T>
int A<T>::get_count() { // This function doesn't really need to
                        // depend on the template parameter.
    return this->count;
}

int main() {
    A<int> a;  //<--First template instantiation
    A<bool> b; //<--Second template instantiation
    int i = a.get_count(); //<--Could theoretically use the same code
    int j = b.get_count(); //<--
    return 0;
}

另外，如果重新排列成员变量呢？

Answer 1

是的，有一种方法，它是一种使用的实现技术：

制作一个不依赖于模板参数的基类，并将模板无关的代码放在那里。这将使实例化只进行一次。对于模板参数依赖的代码，在模板类本身做：

class base {
   int count;
public:
    std::size_t get_count()...
};

template <class T>
class derived : public base {};

类似的技术用于减少实现中的代码膨胀。

Answer 2

您认为所有实例化都可以对A<..>::get_count() 使用相同代码的假设是完全错误的。

看看班级成员：

    T obj;
    int count;

因此，模板参数T 确定了count 的偏移量，这是get_count() 返回的成员。

无论如何，如果两个实例化碰巧产生相同的指令，编译器不会将它们合并。
作为一个 QoI 问题，如果启用了优化，它应该是。

有一种方法可以让多个类对一个函数使用相同的代码，而无需依赖编译器优化：
派生自提供该功能的公共基础。

struct A_base {
    int get_count();
protected:
    int count;
}
template<class T>
class A : A_base {
    T obj;
};

int A_base::get_count() {
    return this->count;
}

（最终，as-if-rule 占主导地位：编译器可能会复制代码以暴露优化可能性，否则无法使用。）