强制实例化所有模板类成员函数

如何解决强制实例化所有模板类成员函数

在模板类的初始开发期间，在我编写完整的测试用例之前，我发现我希望能够强制编译器为模板的每个成员（包括非静态成员）生成代码用于一组特定模板参数的类，只是为了确保所有代码至少可以编译。

具体来说，我使用的是 GCC 9（我真的不需要其他编译器的这种能力，因为这只是我想在开发过程中暂时实现的东西）；及其 c++14、c++17、c++2a 和 c++20 标准。

例如，我可能会编写以下代码：

template <typename D> struct test_me {
  D value;
  void mistake1 () { value[0] = 0; }
  void mistake2 () { mistake1(value); }
  // and a bajillion other member functions...
};

而且，鉴于我事先知道可能的模板参数的有限集（假设 int 和 float 在这里），我只想确保它们至少在我工作时编译.

现在我可以做到这一点，这显然是不够的：

int main () {
  test_me<int> i;
  test_me<float> f;
}

由于未生成 mistake1 和 mistake2，因此尽管尝试对非数组类型进行索引访问以及错误的函数调用，代码仍能正常编译。

所以我在开发过程中所做的只是编写调用所有成员函数的代码：

template <typename D> static void testCalls () {
    test_me<D> t;
    t.mistake1();
    t.mistake2();
    // and so on... so many mistakes...
}

int main () {
   testCalls<int>();
   testCalls<float>();
}

但这会变得很痛苦，尤其是当成员函数开始具有复杂的副作用或前提条件，或者需要非平凡的参数，或者拥有非公开成员和尚未开发的朋友时。因此，我想要一种无需显式调用所有内容即可测试编译的方法（并且，理想情况下，我希望能够在不修改任何“测试”代码的情况下测试编译，因为我添加新成员）。

所以我的问题是：至少使用 GCC 9，有没有办法强制（可能是暂时的）编译器为模板类的整个成员集生成代码，给定模板参数？

解决方法

只需显式实例化类：

template struct test_me<int>;
template struct test_me<float>;

Demo

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语言不允许您尝试执行的操作，至少在测试类的隐式实例化时是这样。当您使用某种类型隐式实例化 test_me 时，不允许隐式实例化成员函数的定义，如 temp.inst#11：

一个实现不应隐式实例化函数模板、变量模板、成员模板、非虚拟成员函数、成员类或静态数据成员模板化类或 constexpr if 语句 ([stmt.if]) 的子语句，除非需要此类实例化。

所以如果你想隐式实例化所有的 mistake 成员函数，你别无选择，只能以某种方式要求它们的实例化。就像在 testCalls 的示例中一样，您可以调用这些成员函数，也可以通过其他方式 ODR 使用它们，例如获取它们的地址。