如何在另一个类模板中定义完全专业化类的构造函数

Question

我有一个包含另一个类模板的类模板，而内部模板有一个明确的特化：

template <typename Outer>
struct ContainingClass {
  template <typename T>
  struct Rule {
    Rule(T value);

    // ... other members ...
  };

  template <>
  struct Rule<void> {
    Rule();

    // ... different members than the non-void Rule<T> ...
  };
};

我已经为通用和专用 Rule 定义了构造函数：

template <typename Outer>
template <typename T>
ContainingClass<Outer>::Rule<T>::Rule(T value) { }

template <typename Outer>
ContainingClass<Outer>::Rule<void>::Rule() { }

但 Clang 不喜欢专用类的构造函数：

error: nested name specifier 'ContainingClass<Outer>::Rule<void>::' for declaration does not refer into a class, class template or class template partial specialization
ContainingClass<Outer>::Rule<void>::Rule() { }
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^

我对此感到困惑，因为它“引用”ContainingClass<Outer>，它是一个类（ContainingClass 类模板的一个实例）。我怀疑我需要为此更改语法中的某些内容，但不清楚是什么。如何定义这个构造函数？

（如果我删除 ContainingClass 并将 Rule 放在命名空间范围内，它会起作用，但我需要在 Rule 中有其他依赖于 Outer 类型的东西。我可以给 Rule 它自己的 @ 987654335@ 模板参数，但这会使使用此类的代码变得更加尴尬，所以如果可能的话，我想避免它。而且我知道我可以在 Rule 类主体中内联定义构造函数，但是我想了解为什么单独的定义不起作用。）

以防万一，我在 Ubuntu 19.04 中使用 Clang 8.0，在 Mac 上使用 Apple 的“clang-1001.0.46.4”。 （我也尝试过 Ubuntu 的 GCC 8.3，但由于 GCC bug #85282 导致在不同的地方失败——struct Rule<void> 本身的定义中的“非命名空间范围内的显式专业化”。）

编辑澄清：我的错误不是关于在ContainingClass 中使用template <> struct Rule<void> 专业化。这是 C++14 限制 (defect CWG 727) 的主题，可以通过添加虚拟模板参数来解决此问题，因此模板只是部分专业化而不是完全专业化。我相信 C++17 中的限制已经解除，Rule 类本身的专业化在 Clang 中运行良好（尽管 GCC 有错误）。所以我认为虚拟参数的解决方法在这里不是正确的解决方案——但如果我弄错了，请告诉我，C++17 对此仍有限制。

Answer 1

您不能在命名空间范围内声明模板的模板成员特化的成员。

为避免此限制，您可以使用 c++14 及更早版本所必需的解决方法，即使用部分专业化而不是完全专业化：

template <typename Outer>
struct ContainingClass {
  template <typename T,class=void>
  struct Rule {
    Rule(T value);

    // ... other members ...
  };

  template <class U>
  struct Rule<void,U> {
    Rule();

    // ... different members than the non-void Rule<T> ...
  };
};

template <typename Outer>
template <typename T, typename U>
ContainingClass<Outer>::Rule<T,U>::Rule(T value) { }

template <typename Outer>
template <typename U>
ContainingClass<Outer>::Rule<void,U>::Rule() { }

在 C++17 中，仍然不可能在命名空间范围内声明类模板的特化成员（其成员），请参阅 [temp.expl.spec]/17。同一段存在in the C++14 standard。

C++17 的变化是我们可以在封闭类模板定义中声明成员的特化：

• C++14/[templ.expl.spec]/2

应在包含专用模板的命名空间中声明显式特化。[...]

• C++17/[templ.expl.spec]/2

可以在可以定义相应主模板的任何范围内声明显式特化。[...]