为何全局模板变量初始化可行，类内初始化却报错？

第一个报错：invalid use of qualified-name ‘foo::null_string<T>::value’ #

• 原因：你在类foo内部直接尝试定义嵌套模板null_string<T>的静态成员value，这不符合C++语法规则。类内部只能声明嵌套类/模板的静态成员，不能在类内部完成它们的定义（初始化）。嵌套在类中的模板结构体的静态成员，必须放到类外部去定义，并且要加上外层类的限定符foo::。

第二个报错：data member ‘null_str’ cannot be a member template #

• 原因：C标准明确规定，类的非静态数据成员不能是模板；即使是静态数据成员，在C17之前也不能直接在类内定义模板静态变量，必须遵循「类内声明，类外定义」的规则；C++17之后可以用inline关键字在类内直接定义静态模板变量，但语法要正确。

修正后的代码示例 #

C++17及以上版本写法 #

class foo
{
    // 嵌套模板结构体的静态成员声明
    template <class T> struct null_string { static const std::string value; };
    // 用inline static直接在类内定义模板静态变量
    template <class T> inline static const std::string null_str = null_string<const T&>::value;
};

// 嵌套模板的静态成员必须在类外定义
template<class T> const std::string foo::null_string<T>::value = "";

C++17之前版本写法 #

class foo
{
    // 嵌套模板结构体的静态成员声明
    template <class T> struct null_string { static const std::string value; };
    // 类内声明静态模板成员
    template <class T> static const std::string null_str;
};

// 定义嵌套模板的静态成员
template<class T> const std::string foo::null_string<T>::value = "";
// 类外定义静态模板成员null_str
template<class T> const std::string foo::null_str = foo::null_string<const T&>::value;

为什么全局版本可以正常运行？ #

全局域中的模板结构体静态成员，可以直接在全局域完成定义，语法完全合法；而全局的模板变量（比如null_str）本身就是C++允许的语法，没有类成员的限制，所以可以正常编译运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gianluca Bianco