c++ - Unresolved external 使用带有 copy-and-swap 的模板类

Question

在使用模板类时遇到链接器错误，我尝试按照此处的建议实现 copy-and-swap 习惯用法:

What is the copy-and-swap idiom?

模板类，我们称之为“TemplateClass”，其部分定义如下:

template< class T >
class TemplateClass
{
    // ...
    TemplateClass< T >& operator= ( TemplateClass< T > other );
    friend void swap( TemplateClass< T >& first, TemplateClass< T >& second );
    // ...
};

我已将实现放在单独的 TemplateClass.cpp 中，该模板包含在 .h 文件中。 (编辑:如果所有内容都在 .h 文件中，我也会遇到同样的问题)

赋值运算符定义为:

template< class T >
TemplateClass< T >& TemplateClass< T >::operator= ( TemplateClass< T > other )
{
    // copy-and-swap idiom
    swap( *this, other );
    return *this;
}

交换方法定义为:

template< class T >
void swap( TemplateClass< T >& first, TemplateClass< T >& second )
{
    using namespace std;
    swap( first.member1, second.member1 );
    swap( first.member2, second.member2 );
    // ...
}

(别担心，我并没有真正将我的成员命名为“member1”等)

我有一个类似的类，它以相同的方式定义，但不是模板类。那里一切正常。 但是，如果我有课 TestClass其中有一个成员TemplateClass< HandledClass > member我在其方法之一中进行调用，例如

void TestClass::setMember( TemplateClass< HandledClass > newObject )
{
    member = newObject;
}

我收到 Unresolved external 错误:

LNK2019:函数“public: class TemplateClass X & __thiscall TemplateClass X::operator=(class TemplateClass)”(. ..) 在 TestClass.obj 中

或者换句话说: TestClass中的东西来电 TemplateClass<HandledClass>::operator=没有找到void swap( TemplateClass<HandledClass>, TemplateClass<HandledClass> ) .

所以我的问题是: 为什么运算符(operator)找不到交换方法？

看起来它没有针对模板参数进行编译。是否有可能让编译器也编译 friend void？

我可能会放弃 friend void方法并定义一个类内交换方法加上一个类外交换方法加上 std 命名空间中的一个，但我不知道它是否会以这种方式工作，并且如果可能的话我想避免这种情况。

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解决方案:

这完成了工作:

template< class t >
class TemplateClass
{
    friend void swap( TemplateClass& first, TemplateClass& second )
    {
        // ...
    }
};

请注意我如何也删除 < T > 出现的地方。

Answer 1

这是将非成员函数与模板融为一体时的常见问题。 friend TemplateClass内的声明不与你的swap交 friend 模板，而是一个非模板化的自由函数 swap这需要TemplateClass<T>永远T模板被实例化(即特化 TemplateClass<int> 将与未模板化的自由函数 void swap( TemplateClass<int>&,TemplateClass<int>& ); 成为 friend )。

最好的解决方案是提供 swap定义内联在类模板定义中，因为这将使编译器生成非模板化 swap在需要时提供精确类型的函数。作为另一个积极的副作用，swap函数只会在参数相关查找期间找到，因此它不会参与任何不涉及模板的重载解析。

其他替代方案正在与整体成为 friend swap模板函数，或与 swap 的特定特化成为 friend 应用于相同的函数 T模板已被实例化。第一个选项的代码很简单，但它授予对 swap 的所有特化的访问权限。模板，这可能会产生不好的副作用。与特定的人交 friend swap特化解决了这个问题，但实现起来有点复杂(您需要向前声明类模板，然后声明 swap 模板，然后定义类模板，最后定义 swap 模板)。

有关此内容的更多信息，请参阅其他 answer ，其中更详细地解释了不同的选项和语法。

关于unresolved external的具体错误信息，这是由于标识符查找的工作方式决定的。当您使用swap(*this,other);时在成员函数内部，查找在类内部开始，并尝试找到合适的 swap 。它首先在类上下文中查找并找到friend的声明。自由函数，因此查找不会继续向外并添加对该特定自由函数的依赖关系。它添加依赖项并等待链接器找到适当的符号。因为编译器从未考虑过模板化的 swap在命名空间级别，它从未实际实例化它，但即使它实例化了该模板， operator= 内的依赖项成员函数是一个自由函数，没有那么特化。