c++ - 如何在静态 constexpr 类成员中使用 make_tuple()？

Question

我正在尝试在 constexpr 中使用 make_tuple()。它在全局范围内工作。但它会为 static constexpr 类成员生成链接错误。

#include <iostream>
#include <tuple>

using namespace std;

class A
{
public:
    static constexpr auto z = make_tuple(5, 3.0);
};

constexpr auto tp = make_tuple(6, 3.2);

int main()
{

    cout << get<0>(tp) << " " << get<1>(tp) << endl; // OK

    cout << get<0>(A::z) << "  " << get<1>(A::z) << endl; // error: (.text+0x5a): undefined reference to `A::z'
                                                          //        (.text+0x67): undefined reference to `A::z'

}

我检查了here make_tuple 本身不是 c++11 中的 constexpr。我想在这种情况下这不是问题所在。如果是，它将生成编译错误而不是链接错误。

我尝试按照 this answer 的建议在类之外定义 constexpr

class A
{
public:
    static constexpr tuple<int, double> z;
};

constexpr tuple<int, double> A::z = make_tuple(5, 3.0);

但是，它会产生几个编译错误。根据 constexpr initializing static member using static function 的答案，这使得 sanse

在 static constexpr 类成员中使用 make_tuple 的正确方法是什么？

编译器:g++ 4.8.4 和 clang 3.4 与 -std=c++11

Answer 1

在 C++11/14 中，如果使用 ODR，static constexpr 变量必须在某处定义(ODR-used 的意思是“以需要它的方式使用”一个身份”。举个例子，拿一个真正的引用或指向它们的指针。这里的 ODR 意思是“一个定义规则”，而 ODR-used 意思是“在某种意义上使用，要求它有一个定义”，我将其缩写为“有一个身份”)。

Simply add:

constexpr tuple<int, double> A::z;

并且我们已经定义了它存在的位置。这需要正好在一个编译单元中。

在 C++17 中，添加了 inline 变量，我相信 constexpr 变量是隐式地内联的。我不是 C++17 专家，但是 it compiles and runs in C++1z mode没有定义，所以我的解释似乎至少对了一半。

(inline 变量，如 inline 函数，最终在编译器需要的任何地方创建定义。inline 函数通常由当有人获取它的地址时，在每个目标文件中都有一个带有特殊注释的定义，然后在链接时丢弃重复项，每个人都引用最后一个。我不知道 inline 变量往往以相同或不同的方式实现。)

如果您想在 C++11 中解决此问题，而不必将某些内容放入具有硬编码模板参数的 .cpp 文件中，change z to a constexpr function并在需要时调用它。

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正如 SergyA 所提到的，ODR 在这里被触发是因为 get 返回一个 reference 到有问题的元组中的一个字段，并且该引用意味着身份必须存在字段，因此是整个元组。

理论上，精心设计的按值返回的 value_get 可以避免这种 ODR 用法，但这将取决于 tuple 的实现，因为它反过来不能调用 get。