模板元编程：部分专业化的问题

Question

我正在尝试探索模板的部分专业化以构建特征系统。不幸的是，我无法让全部工作正常进行。我创建了最简单的模型来展示什么不起作用。我什至不清楚我是否正在尝试不受支持的东西（实际上我看到了相同性质的例子，但细节是魔鬼）。

我只是在创建一个小示例，其中我有两个枚举，并希望根据两者的组合以不同的方式创建一个字符串。当然，这只是一个演示问题的虚拟示例，在这种情况下，同样的事情可以通过许多其他方式来完成。

#ifndef TESTTRAITS_H_
#define TESTTRAITS_H_

#include <string>

using namespace std;

enum MovementType {
    WALKS = 0, SWIMS = 1
};

enum AnimalType {
    DOG = 0, CAT = 1, DOLPHIN = 2
};

template<AnimalType A, MovementType B>
struct movementAnimal {
    static const string quality;
};

template<AnimalType A>
struct movementAnimal<A,WALKS> {
    static const string quality;
};

template<AnimalType A>
struct movementAnimal<A,SWIMS> {
    static const string quality;
};

#endif /* TESTTRAITS_H_ */

现在我写静态变量的赋值

#include "TestTraits.h"

template<>
const string movementAnimal<DOLPHIN, WALKS>::quality = "Not capable";

template<>
const string movementAnimal<DOLPHIN, SWIMS>::quality = "Excellent";

template<AnimalType A>
const string movementAnimal<A, SWIMS>::quality = "Decent";

template<AnimalType A>
const string movementAnimal<A, WALKS>::quality = "Very Well";

还有一个小的 main 函数

#include <iostream>
using namespace std;
#include "TestTraits.h"

int main() {
    cout << movementAnimal<DOLPHIN,WALKS>::quality  << endl;
    cout << movementAnimal<DOG,WALKS>::quality  << endl;
    return 0;
}

如果我编译我得到错误：

/src/TestProject.cpp:15: 未定义对 `movementAnimal::quality[abi:cxx11]' 的引用 collect2: 错误: ld 返回 1 个退出状态>

如果我删除对 motionAnimal::quality 的引用，那么它会完美编译。

我知道它没有消化部分模板规范

template<AnimalType A>
const string movementAnimal<A, WALKS>::quality = "Very Well";

我不知道为什么以及是否有可能使该模式起作用。

Answer 1

如我所见，您将这些定义放入单独的文件中。模板类的定义在TestTraits.h，但静态常量的定义在其他地方。主 CPP 文件仅包含 TestTraits.h。这听起来应该是一个不错的决定，但在模板世界中却行不通。

所以，您已经定义了枚举和模板/部分特化。您的主 cpp 模块会看到这些定义。好的。编译器在此处实例化walking dog 时就知道模板类：

cout << movementAnimal<DOG,WALKS>::quality  << endl;

编译器是否看到静态常量的定义？如果没有，那这样的代码就没用了：

template<AnimalType A>
const string movementAnimal<A, WALKS>::quality = "Very Well";

当编译器看到上面的代码时，它无法知道您将使用的A 的所有值。所以每当你决定DOGWALKS的时候，这个实例化点就会看到const string movementAnimal<A, WALKS>::quality的定义；

解决方案是确保主函数的代码既知道模板类的定义，也知道静态常量的定义。

有两种解决方案。首先是将所有内容放入一个头文件或包含来自 cpp 文件的两个文件。不要忘记同时包含两者。

第二种解决方案是在代码中的某处显式实例化某些类：

template class movementAnimal<DOG, WALKS>;