防止在 C++ 中编译未使用的模板特化答案

【问题标题】：Prevent compilation of unused template specialization in c++防止在 C++ 中编译未使用的模板特化
【发布时间】：2018-05-19 04:11:22
【问题描述】：

让我们考虑一个结构 Foo，它由一个名为 TYPE 的枚举模板化：

enum TYPE
{
    TYPE_A,
    TYPE_B
};

template<TYPE T>
struct Foo;

Foo 没有定义，但只特化了两次。一种特化将int* 添加到类，而另一种则添加指向MayBeNotDefined 类型对象的指针：

template<>
struct Foo<TYPE_A>
{
    int* A;
};

template<>
struct Foo<TYPE_B>
{
    MayBeNotDefined* B;
};

我的一些项目中没有定义MayBeNotDefined类型，所以只使用了Foo<TYPE_A>：

int main()
{
    Foo<TYPE_A> a;
    a.A = new int;
    //...
}

在其他项目中，MayBeNotDefined 实际上是在 Foo 的声明之前定义的（类似于 using MayBeNotDefined = int;）并且同时使用了 Foo<TYPE_A> 和 Foo<TYPE_B>：

int main()
{
    Foo<TYPE_A> a;
    Foo<TYPE_B> b;
    //...
}

问题是，在第一种情况下，编译器会为两种特化生成代码，即使我只使用Foo<TYPE_A>...因此，由于MayBeNotDefined 未知，所以会发生错误。

所以我有两个问题：

为什么编译器需要为每个特化生成代码？ 我天真地以为如果编译器遇到Foo<TYPE_A>类型的变量，那么它只会生成第一个特化的代码。如果没有解析Foo<TYPE_B>，为什么还需要生成关联代码？
如何防止编译器为未使用的特化编译代码？ 有没有简单的解决方法，最好不使用预处理器宏？似乎可以“删除”已编译但未使用的代码 (cf G++ generates code for unused template specializations?)。我想要的是代码甚至根本没有编译，这样未定义的类型MayBeNotDefined就不是问题了。

谢谢！

【问题讨论】：

模板仍然需要编译，即使它们没有被使用，就像任何其他功能一样。 if constexpr 在这里为您提供了更多的灵活性，但我不认为它比 #ifdef 更好。
您需要提供minimal reproducible example。编译器认为必须生成对模板实例的引用可能是有原因的，而您忽略了这一点。其中很多是特定于编译器的，但如果没有minimal reproducible example，所有可以说的都是纯粹的猜测。

标签： c++ templates compilation conditional-compilation specialization

【解决方案1】：

为什么编译器需要为每个特化生成代码？

编译器不需要为未使用的模板特化生成代码，但它必须根据与泛型类相同的规则确保其定义是正确的。

如何防止编译器为未使用的特化编译代码？

你不能。未使用的特化必须编译，但如果编译，（体面的）编译器将不会为它生成二进制代码。

但是，如果您告诉我们您的确切期望，我们可能会为您提供替代方案。例如：

enum TYPE
{
    TYPE_A,
    TYPE_B
};


template<TYPE T>
struct MayBeNotDefined;


// FOR PROJECT WITH MayBeNotDefined ONLY ---
template<>
struct MayBeNotDefined<TYPE_B> { typedef char type; };
// FOR PROJECT WITH MayBeNotDefined ONLY ---

template<TYPE T>
struct Foo
{
    typename MayBeNotDefined<T>::type* B;
};

template<>
struct Foo<TYPE_A>
{
    int* A;
};


int main()
{
    Foo<TYPE_A> a;
    a.A = new int;

    // FOR PROJECT WITH MayBeNotDefined ONLY ---
    Foo<TYPE_B> b;
    b.B = new char;
    // FOR PROJECT WITH MayBeNotDefined ONLY ---
}

（即使您删除了两个指定的块也可以使用）

【讨论】：