c++ - 在 C++ 中，类模板的显式特化定义应该放在哪里？

Question

根据 [temp.spec]/5 :

For a given template and a given set of template-arguments,

• ...

• an explicit specialization shall be defined at most once in a program (according to [basic.def.odr]), and

• ...

类模板的显式(完全)特化的定义不能放在头文件中(否则在包含该头文件的每个翻译单元中都有一个定义，因此整个程序中将有多个定义)。

此外，作为另一个证据，[basic.def.odr]/12 中列出的实体(下面引用)不包含类模板的完整特化。相反，包含“未指定某些模板参数的模板特化”。

There can be more than one definition of a class type, enumeration type, inline function with external linkage ([dcl.inline]), inline variable with external linkage ([dcl.inline]), class template, non-static function template, concept ([temp.concept]), static data member of a class template, member function of a class template, or template specialization for which some template parameters are not specified ([temp.spec], [temp.class.spec]) in a program provided that each definition appears in a different translation unit, and provided the definitions satisfy the following requirements.

但是，如果我将定义放在源文件中并将其声明留在标题中，例如，

// "a.h"
template <typename T>
struct S {};

template <>
struct S<int>; // declaration

// "a.cpp"
#include "a.h"

template <>
struct S<int> {}; // definition

// "main.cpp"
#include "a.h"

int main()
{
    S<int> s;
}

然后发生错误 ( tested by gcc ) 因为 S<int>是一个不完整的类型。

总而言之，我应该在哪里定义类模板的显式特化？

Answer 1

我将尝试在这里总结我通过 the discussion in my other answer 学到的知识，希望为这个问题留下一个好的答案，而不是让答案埋在评论中。

标准说

an explicit specialization shall be defined at most once in a program (according to ODR)

ODR 是单一定义规则。您只能在程序中定义每个类一次，但设计允许类定义在每个翻译单元中可用的异常(exception)情况:您可以在不同的翻译单元中定义一个类，只要这些不同的定义是相同的，一个字符一个字符。 OP的引用是ODR描述的一部分，关注the OP's link查看完整说明。

因此 IMO 标准的上述文本意味着显式特化只能定义一次，但根据 ODR，因此有相同的异常(exception):您可以在头文件中定义它，以便它在多个翻译单元中可用。

请注意，如果没有完整的定义，就不可能实例化一个类(编译器至少需要知道要为其分配多少字节)。对于模板化类或此类类的特化也是如此。因此，定义必须可能出现在使用它的每个翻译单元中。