自动化显式模板实例化

Question

例1

/* test.h
   Contains the function-template-declaration, not the implementation.
*/

enum class Enum
{
    Member1,
    Member2,
    Member3
};

struct Type
{
    template <Enum Value>
    int get() const;
};

/* test.cpp
   Only the declaration is visible -> needs to link against correct instantiation.
*/

#include "test.h"

int main() {
    std::cout << Type{}.get<Enum::Member1>() << '\n';
}

/* test.tpp 
   .tpp extension indicates that it contains template implementations.
*/

#include "test.h"

template <Enum Value>
int Type::get() const
{
    return static_cast<int>(Value); // silly implementation
}

/* instantiate.cpp
   Explicitly instantiate for each of the enum members.
*/

#include "test.tpp"

template int Type::get<Enum::Member1>() const;
template int Type::get<Enum::Member2>() const;
template int Type::get<Enum::Member3>() const;

如前所述，上面的编译和链接没有问题。然而，在实际应用程序中，我有许多函数模板和许多枚举成员。因此，我试图通过将成员分组到一个新类中来使我的生活变得更轻松，这个类本身依赖于模板参数，并为每个枚举值显式地实例化该类。

例2

// instantiate.cpp

#include "test.tpp"

template <Enum Value>
struct Instantiate
{
    using Function = int (Type::*)() const;
    static constexpr Function f1 = Type::get<Value>;
   
    // many more member-functions
};

template class Instantiate<Enum::Member1>;
template class Instantiate<Enum::Member2>;
template class Instantiate<Enum::Member3>;

// instantiate.cpp

#include "test.tpp"

template <Enum Value>
struct Instantiate { /* same as before */ };

template <Enum ... Pack>
struct InstantiateAll:
    Instantiate<Pack> ...
{};

template class InstantiateAll<Enum::Member1, Enum::Member2, Enum::Member3>; 

编辑：用户2B-T通过https://www.onlinegdb.com/hygr7w0fv_提供了这些示例，供人们进行实验。

Answer 1

如果编译器发现代码没有被引用，即使是静态初始化有副作用，它也可以消除它，我认为在您的示例中就是这种情况。它可以“证明”这些类实例没有被使用，因此副作用就消失了。

对于一个非标准的解决方案，但它适用于G++（可能是clang，但未经测试），是用“used”属性标记静态数据成员：

template <Enum Value>
struct Instantiate
{
    using Function = int (Type::*)() const;
    static constexpr Function f1 __attribute__((used)) = &Type::get<Value>;
   
    // many more member-functions
};

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