C++：显式初始化模板时的隐式转换

Question

众所周知，当我们想要在头文件中声明模板化类/函数并在源 cpp 文件中定义它们时，必须在所述 cpp 文件的末尾添加显式初始化 - 限制是，那么，我们的模板将仅适用于明确定义的情况。

例如，假设我们有以下标头，其中包含一个模板化类，该类也具有模板化成员函数：

// header classA.h

template<class T>
class ClassA
{
    /* template<class U> */
    /* friend class ClassA; */
public:
    template<typename U>
    void foo(U val);
};

extern template class ClassA<double>;
extern template void ClassA<double>::foo(double);

这里，

extern

告诉编译器，每当包含此标头时，编译器不应尝试在此处初始化 ClassA 或其成员函数 - 定义将出现在其他地方。

在我们的例子中，它们来自以下 cpp 源文件：

// header classA.cpp

#include <stdio.h>
#include "classA.h"


template<class T>
template<typename U>
void ClassA<T>::foo(U val)
{
    // other code that uses val goes here
    printf("foo\n");
}

template class ClassA<double>;
template void ClassA<double>::foo(double);

我们用这个 main.cpp 测试代码：

#include <stdio.h>
#include "classA.h"

void test(double x) { printf("test\n"); }

int main()
{
    ClassA<int> a;
    float x = 1.0; // this being a float throws a linker error; it must be double
    a.foo(x);
    test(x);
    return 0;
}

上面的代码无法编译，因为

x

是

float

。

ld

链接器（使用 G++ 12.3.0）抛出链接错误：

/usr/bin/ld: /tmp/ccVYWPa2.o: 在函数中

main': main.cpp:(.text.startup+0x26): undefined reference to 

void ClassA::foo(float)'collect2: 错误: ld 返回 1 退出 status bash: ./a.out: 没有这样的文件或目录

如果我们将

x

更改为

double

，则程序将按预期编译。也就是说，当

x

为

float

时，从 float 到 double 的隐式转换不会启动。我不明白的是为什么。当然，一般来说编译器不能明确地决定模板化参数的类型。但是由于给出了显式初始化 - 在这个简单的例子中只有一个 - 我希望编译器在传递给

foo

时隐式地将浮点转换为双精度 - 因为没有其他选项被显式初始化以产生歧义.

也就是说，当显式初始化更多情况时，我当然可以理解歧义：

template class ClassA<double>;
template void ClassA<double>::foo(double);
template class ClassA<double>;
template void ClassA<double>::foo(long double);

所以，我的问题有两个：

1. 如果没有显式初始化不明确的情况，为什么隐式转换没有发生？

2. 在这样的例子中，有没有办法强制隐式转换至少当

   T

   =

   U

   时（即可能基于

   T

   ，类似于类似但不同情况的答案）？

Answer 1

1. 它不是链接，因为

   float

   匹配

   U

   ，然后它正在寻找不存在的定义。
2. 将

   T

   作为函数参数，因此该函数不是模板化的（只是它所属的类）。然后

   a.foo

   将期望一个

   int

   ，这将导致

   a.foo(x)

   进行隐式转换。然后它就无法链接，因为您只提供了

   double

   版本。