Clang 和 Gcc 在实例化后的显式特化上存在分歧

Question

在我正在审查的一些代码中，我遇到了 Clang 和 Gcc 不同意的情况。看了一会儿，我似乎无法弄清楚谁是对的。

免责声明：我知道有更好的单例模式，但这是代码中使用的模式。

注意事项：

• Ubuntu 上的 gcc 7.4.0（无错误）

• Ubuntu 上的 clang 6.0.0（引发错误）

• 所有 C++11 后 ISO 版本似乎都存在差异，但我之前没有尝试过。

foo.hh

#include "sing.hh"

class Foo {
    public: 
    Foo();
    ~Foo();
    static Foo *getSingleton(){
        return singleton<Foo>::instance();  
    }
};

foo.cc

include "foo.hh"
//removing this line results in the error for clang disappearing 
template<> singleton<Foo>::GetInstance singleton<Foo>::instance = nullptr; 
int main(){};

sing.hh

template<typename T>
class singleton{
    typedef T *(*GetInstance)(void);
public:

  static GetInstance instance;

};

结果：

$ clang++  foo.cc
foo.cc:3:56: error: explicit specialization of 'instance' after instantiation
template<> singleton<Foo>::GetInstance singleton<Foo>::instance = nullptr;
                                                       ^
./foo.hh:10:32: note: implicit instantiation first required here
        return singleton<Foo>::instance();  
                               ^
1 error generated.



$ g++  foo.cc <- No Errors

Answer 1

这两个编译器在技术上都没有错误。代码无效，但 C++ 实现不需要提供有关此类错误的诊断消息。

标准[temp.expl.spec]/6 说（强调我的）：

如果模板、成员模板或类模板的成员是显式特化的，则应在第一次使用该特化之前声明该特化，这将导致发生隐式实例化，在每个翻译单元中发生使用； 无需诊断。

您可以通过在 sing.hh 中定义 singleton 之后立即声明显式特化来解决此问题：

struct Foo;
template<> singleton<Foo>::GetInstance singleton<Foo>::instance;

或者，如果您希望所有特化初始化为空指针，您可以只定义通用类模板的成员，同样可能在 sing.hh 中。那么就不需要显式特化了，除非你想为某些特定类型使用不同的初始化器。

template<typename T>
typename singleton<T>::GetInstance singleton<T>::instance = nullptr;

Answer 2

来自这个答案here 和cpp 参考here。

显式特化可以在其主要的任何范围内声明 模板可以定义[...]。

显式特化必须出现在非特化之后 模板声明。

必须在第一次使用之前声明专业化，这会导致 隐式实例化，在每个翻译单元中使用 发生

如果显式特化在sing.cpp 文件中，那么编译器都不会抱怨。或者，您可以使用前向声明来执行以下操作，clang 和 gcc 都会很高兴。

#include <iostream>

template<typename T>
struct singleton
{
    typedef T *(*GetInstance)(void);

    static GetInstance instance;
};

template<>
singleton<struct Foo>::GetInstance singleton<struct Foo>::instance = nullptr;

struct Foo
{
    static Foo *getSingleton()
    {
        return singleton<Foo>::instance();  
    }
};

int main()
{

}

在线代码示例：https://rextester.com/SPZLS83155