如何导出从 Visual Studio 中显式实例化的模板派生的类？

Question

在我的 DLL 中，我有一个类模板和从该模板的实例化派生的第二个类。这两个类都应导出并可在其他 DLL 中使用。编译器是 Visual Studio 2013。我希望模板代码在一个翻译单元中被实例化，所以我使用显式实例化。

DLL1 中的代码分布如下。基类模板：

// In BaseTemplate.h:
#pragma once

template<typename T> 
class BaseTemplate
{
public:
    T foo(T t);
};

// declare explicit instantiation
extern template class BaseTemplate < int >;    

// In BaseTemplate.cpp:
#include "BaseTemplate.h"

// template method definition
template<class T>
T BaseTemplate<T>::foo(T t)
{
    return t;
}

// explicit instantiation and export
template class __declspec(dllexport) BaseTemplate < int >;    

派生类：

// In Derived.h:
#pragma once
#include "BaseTemplate.h"

#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
#define DLL1_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL1_API __declspec(dllimport)
#endif

class DLL1_API Derived : public BaseTemplate < int >
{
public:
    void bar();
};

理论是extern语句阻止在除 BaseTemplate.cpp 之外的所有翻译单元中进行实例化，其中执行显式实例化。但是，我收到以下警告（这在我的项目中被视为错误，从而破坏了构建）：

1> basetemplate.h(19): warning C4661: 'int BaseTemplate<int>::foo(T)' :
1> no suitable definition provided for explicit template instantiation request
1> with
1> [
1>    T=int
1> ]
1> basetemplate.h(15) : see declaration of 'BaseTemplate<int>::foo'

看来是导出派生类触发了实例化，忽略了extern语句。如果我从派生类中删除导出宏，DLL1 会在没有警告的情况下编译（但其他 DLL 显然将无法链接）。如果我在类 Derived 中聚合 BaseTemplate 类型的成员而不是继承，它也能正常工作（即使是导出）。

如何在 Visual Studio 中结合显式模板实例化和导出的派生类？

Answer 1

从 Microsoft 开发人员支持中，我得到了以下问题的答案：

这是当前的设计：在这种情况下，将 '__declspec(dllexport)' 应用于类 'Derived' 意味着将导出 'Derived' 及其基类的所有方法，以便导出属于编译器需要实例化类模板及其所有方法的类模板。如果在其他地方提供了方法的定义（就像在这种情况下一样），那么编译器无法导出该方法——因此出现警告。注意：导出类模板的方法不仅仅是实例化它 - 生成的符号具有不同的“链接”和（稍微）不同的损坏名称。

从这个陈述和我自己的实验中，我得出了以下结论。每当有导出的派生类（或类模板）时，基类模板的实现必须对派生类可见。此外，我发现该extern语句本身并不能替换dllimport，而我的问题的示例代码中缺少 。

可以结合显式实例化和仅标头实现。但是，在 Visual Studio 中，您无法在派生时避免额外的实例化。这是我目前采用的模式：

在 BaseTemplate.h 中：

#pragma once

template<typename T> 
class BaseTemplate
{
public:
    T foo(T t);
};

// Declare explicit instantiation.
#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
    // Avoid duplicate instantation within DLL1, except for inheritance.
    extern template class BaseTemplate < int >;    
#else
    // Provide instantiation for other DLLs.
    template class __declspec(dllimport) BaseTemplate < int >;
#endif

// Include implementation in header to enable inheritance 
// (and possibly further instantiations in other DLLs).
#include "BaseTemplate_impl.h"

在 BaseTemplate_impl.h 中：

// template method definition
template<class T>
T BaseTemplate<T>::foo(T t)
{
    return t;
}

在 BaseTemplate.cpp 中：

#include "BaseTemplate.h"     

// explicit instantiation and export
template class __declspec(dllexport) BaseTemplate < int >;

在 Derived.h 中：

#pragma once
#include "BaseTemplate.h"

#ifdef DLL1_EXPORTS // this is predefined in DLL1
#define DLL1_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL1_API __declspec(dllimport)
#endif

class DLL1_API Derived : public BaseTemplate < int >
{
public:
    void bar();
};