使用`extern template`来防止模板类的隐式实例化

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请考虑以下代码段:

template <typename>
struct X { };

extern template struct X<int>;

int main()
{
    X<int>{};
}

它编译和链接:godbolt.org上的实例。我希望它不会因为extern template声明而联系起来。

我的理解是这extern template意味着:“请不要在这个TU中实例化这个特定的模板专业化,它将由其他一些TU提供,你可以链接它”

示例/描述。我在isocpp看过cppreference似乎验证了我的心理模型。例如

来自https://en.cppreference.com/w/cpp/language/class_template: 显式实例化声明(extern模板)跳过隐式实例化步骤:否则将导致隐式实例化的代码使用其他地方提供的显式实例化定义(如果不存在此类实例化,则会导致链接错误)。这可以用于通过使用它在除了一个源文件之外的所有源文件中明确声明模板实例化并在剩余文件中明确定义它来减少编译时间。

为什么我的代码段链接?这里到底发生了什么?

编辑 - 在最新的标准草案中找到:

[temp.explicit] 如果实体是同一翻译单元中的显式实例化声明和显式实例化定义的主题,则该定义应遵循声明。作为显式实例化声明的主体并且还以在翻译单元中导致隐式实例化的方式使用的实体应该是程序中某处的显式实例化定义的主题; 否则该程序格式错误,无需诊断。

这是否意味着我发布的代码片段格式不正确,NDR

提问于
用户回答回答于

为什么我的代码段链接?这里到底发生了什么?

好吧,没有什么可以联系的。因为必须考虑显式实例化的效果。来自n3337:

[temp.explicit](强调我的) 10 除了内联函数和类模板特化之外,显式实例化声明具有抑制它们引用的实体的隐式实例化的效果。[注意:意图是当使用odr([basic.def.odr])时,仍然会隐式实例化作为显式实例化声明主题的内联函数,以便可以考虑使用内联体,但是将在翻译单元中生成内联函数的外联副本。 - 结束说明]

因此,类模板特化的隐式实例化X<int>不会被抑制。它也是一个聚合,因此它的初始化是内联的,我们没有任何东西可以链接。但是,如果它有任何成员,那么根据第8段予以取消:

命名类模板特化的显式实例化也是其每个成员(不包括从基类继承的成员)的相同类型(声明或定义)的显式实例化,该实例之前未明确专门化在包含该类的转换单元中。显式实例化,除非如下所述。

所以,如果你有一个类似于此的汇总而不是:

template <typename>
struct X {
    X();
};

template <typename T>
X<T>::X() {}     

extern template struct X<int>;

int main()
{
    X<int>{};
}

那会像你期望的那样失败,因为ODR使用的构造函数的定义从未实例化过。声明实例化的,因为封闭的特化是实例化的,如上所述。但是在明确的实例化声明的抑制效果下,我们永远不会得到任何定义。

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