对专用模板成员的未定义引用

Question

我有一个由具有静态成员函数的模板模板类参数化的类：

template <template <typename> class F>
struct A {
  static int foo();
};

这个类没有foo的默认定义，必须专门针对不同的类型。

我还有另一个由带有嵌套模板类的模板模板类参数化的类：

template <template <typename> class F>
struct B {
  template <typename T>
  struct C {};
};

我希望 C 专门化 A 用于已经专门化 A 的任何模板模板类 F：

template <template <typename> class F>
struct A<B<F>::template C> {
  static int foo();
};

template <template <typename> class F>
int A<B<F>::template C>::foo() {
  return A<F>::foo() / 2;
}

所以，如果我有专门的课程A：

template <typename T>
struct E {};

template <>
int A<E>::foo() {
  return 42;
}

我希望能够像这样使用专业化（并返回 21）：

int bar() {
  return A<B<E>::template C>::foo();
}

但是，这无法链接 - 它找不到对 A<B<E>::C>::foo() 的引用。

（请注意，所有这些都在一个文件中 - 这里的标题没有什么奇怪的事情发生）

编译器似乎正在尝试使用A 的主模板而不是特化，这意味着foo 未定义。为什么它在这种情况下不使用专业化？

完整示例

template <template <typename> class F>
struct A {
  static int foo();
};

template <template <typename> class F>
struct B {
  template <typename T>
  struct C {};
};

template <template <typename> class F>
struct A<B<F>::template C> {
  static int foo();
};

template <template <typename> class F>
int A<B<F>::template C>::foo() {
  return A<F>::foo() / 2;
}

template <typename T>
struct E {};

template <>
int A<E>::foo() {
  return 42;
}

int bar() {
  // Link fails - error: undefined reference to 'A<B<E>::C>::foo()'
  return A<B<E>::template C>::foo();
}

Answer 1

template<class T>
struct A {};

template<class T>
struct B {
  using type=T;
};

template<class T>
struct A<typename B<T>::type> {};

这基本相同，但模板层少了 1 个。

这也不行。

问题在于B<T>::type 或B<T>::template Z 或其他任何东西，在一般情况下，是一个任意的编译时函数。

为了对其进行模式匹配，我们需要反转这个任意的编译时间函数。

标准说“编译器不必这样做”，这是您可以在这里做的为数不多的理智的事情之一。对于类型，它肯定是这样说的；对于模板，好吧，模板模板参数的标准措辞经常缺少细节，所以如果缺少措辞，我不会感到惊讶。但如果没有，那将是标准中的一个错误。

为了离开

template<class T>
struct A<typename B<T>::type> {};

要查看 A<foo> 是否匹配它，它必须测试所有类型 T 以查看其中哪些具有等于 foo 的 B<T>::type。

这可能不是您打算要求的，但这正是您所要求的。

您的模板示例也是如此。

template <template <typename> class F>
struct A<B<F>::template C> {
  static int foo();
};

您要求编译器检查每个类型F，这样如果您将其传递给任意模板B<>，然后在其中评估::C，模板是否与您传递的A 匹配。

第一个有趣的案例：

template<class X>
struct C0 {};
template <template <typename> class F>
struct B {
  template <typename T>
  using C=C0<X>:
};

现在，A<C0> 中的 F 是什么？每个F 都符合条件。

template<class X>
struct C0 {};
template <template <typename> class F, class=void>
struct B {
  template <typename T>
  using C=C0<X>:
};
template<class X>
struct C1 {};
template <template <typename> class F, class=void>
struct B<
  F,
  std::enable_if_t<
    proves_collatz_conjecture( F<int>::value )
  >
> {
  template <typename T>
  using C=C1<T>;
};

现在要对A<C0> 进行模式匹配，编译器必须生成F，这样F<int>::value 是一种编译时类型，当传递给proves_collatz_conjecture 时会在编译时返回true。

那会很有用。

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模板特化是模式匹配。在 C++ 中，您不能对依赖类型（可能还有模板）进行模式匹配，因为类型和模板都没有超出其值的标识。

您无法检查定义变量、类型或模板的范围。因此您也无法进行模式匹配。

如果你想做你想做的事，模板C 本身必须有一个你可以检查和测试的属性。