c++ - 传递静态 constexpr 成员而没有按值定义的奇怪行为

Question

我惊讶地发现 GCC 和 Clang 在没有类外定义的情况下按值传递静态 constexpr 成员时是否给我一个链接器错误意见不一:

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>

template <typename X>
void show(X)
{
    std::cout << typeid(X).name() << std::endl;
}

template <typename T>
struct Foo
{
    //static constexpr struct E {} nested {}; // works in gcc and clang
    //static constexpr struct E {T x;} nested {}; // doesn't work in gcc
    //static constexpr enum E {} nested {}; // works in gcc and clang
    //static constexpr enum E { FOO } nested {}; // works in gcc and clang
    //static constexpr struct E { constexpr E() {} constexpr E(const E&) {} T x=T();} nested {}; // works in gcc and clang
    static constexpr struct E { constexpr E() {} constexpr E(const E&) = default; T x=T(); } nested {}; // doesn't work in gcc
};

int main()
{
    Foo<int> x;
    show(x.nested);
}

片段可以用 here 播放.

我想使用第一行的语法，没有类外定义:

static constexpr struct E {} nested {}; // works in gcc and clang

当 E 中没有成员时，Clang 和 GCC 似乎只关心如果我触发 ODR(例如通过获取地址)。 这个标准是强制性的还是运气好？

当有成员时，GCC (5.2) 似乎还希望我手动定义一个 constexpr 复制构造函数。 这是一个错误吗？

通过谷歌搜索和 SO，我找到了几个不同的答案，但很难区分哪些是最新的 C++14。在 C++98/03 中，我相信只能在类中初始化整数类型。我认为 C++14 将其扩展为“文字”类型，其中包括 constexpr 可构造的东西。我不知道这是否与说我可以在没有课外定义的情况下逍遥法外是一样的。

Answer 1

因此，如果我们查看 odr-use 上的 cppreferences 页面，那么在 E 是一个类的情况下，它们看起来都违反了 odr它说:

Informally, an object is odr-used if its address is taken, or a reference is bound to it, and a function is odr-used if a function call to it is made or its address is taken. If an object or a function is odr-used, its definition must exist somewhere in the program; a violation of that is a link-time error.

在这种情况下，当我们在这一行调用复制构造函数时，我们会获取一个引用:

show(x.nested);

还值得注意的是 odr-violations do not require a diagnostic .

如果我们使用 -fno-elide-constructors，它看起来就像你在某些情况下看到的使用 gcc 构造函数省略的效果。对于 E 是一个类的所有情况，我们都会得到一个错误。在枚举情况下，应用了左值到右值的转换，因此没有使用 odr。

更新

dyp 将我指向 defect report 1741这质疑绑定(bind)到复制 ctor 的引用参数是否是 odr 使用:

Does this odr-use T::s, requiring it to have a definition, because of binding it to the reference parameter of S's copy constructor?

结果是对 [basic.def.odr] 第 3 段进行了以下更改:

A variable x whose name appears as a potentially-evaluated expression ex is odr-used unless x satisfies the requirements for appearing in a constant expression (5.20 [expr.const]) applying the lvalue-to-rvalue conversion (4.1 [conv.lval]) to x yields a constant expression (5.20 [expr.const]) that does not invoke any non-trivial functions and, if x is an object, ex is an element of the set of potential results of an expression e, where either the lvalue-to-rvalue conversion (4.1 [conv.lval]) is applied to e, or e is a discarded-value expression (Clause 5 [expr]). this is odr-used...

那么问题就变成了这种变化涵盖了哪些情况。看起来这些例子没问题:

//static constexpr struct E {} nested {}; // works in gcc and clang
//static constexpr struct E {T x;} nested {}; // doesn't work in gcc
static constexpr struct E { constexpr E() {} constexpr E(const E&) = default; T x=T(); } nested {}; // doesn't work in gcc

由于复制 ctor 是微不足道的，而这个不是微不足道的:

//static constexpr struct E { constexpr E() {} constexpr E(const E&) {} T x=T();} nested {}; // works in gcc and clang

我们可以使用 std::is_trivially_copyable 来确认这一点, see it live .

由于我最初陈述的相同原因，枚举案例仍然可以。

该缺陷还报告了实现中的差异。