c++ - constexpr 成员变量、嵌套类的问题

Question

我正在尝试编写一个具有多个自身静态 constexpr 值的类；这似乎是不允许的，因为 constexpr 声明需要在类声明中不可用的类的定义。我第一次尝试的 MCV 是这样的:

struct A {
    constexpr A(float x) : _x(x) {}
    float _x;

    static constexpr A y = A(1.f);
    // gcc-5.1:
    // error: invalid use of incomplete type 'struct A'
    // static constexpr A y = A(1.f);
    //                             ^
    // msvc-14:
    // error C2027: use of undefined type 'A'
    // note: see declaration of 'A'
    // note: see declaration of 'A'
    // error C2079: 'public: static A const A::y' uses undefined struct 'A'
};

我的下一个尝试是声明一个“常量”类(隐式转换为数据类，此处未显示)。这似乎工作正常:

struct B_constant {
    constexpr B_constant(float x) : _x(x) {}
    float _x;
};

struct B {
    static constexpr B_constant y = B_constant(1.f);
};

但它有点难看，所以我想我会尝试使常量类成为数据类的嵌套类，但这确实不有效:

struct C {
    struct C_constant {
        constexpr C_constant(float x) : _x(x) {}
        float _x;
    };

    static constexpr C_constant y = C_constant(1.f);
    // gcc-5.1:
    // error: 'constexpr C::C_constant::C_constant(float)' called in a constant expression
    // static constexpr C_constant y = C_constant(1.f);
    //                                               ^
    // msvc-14:
    // error C2131: expression did not evaluate to a constant
    // note: failure was caused by call of undefined function or one not declared 'constexpr'
    // note: see usage of 'C::C_constant::C_constant'
};

我注意到失败类似于声明 constexpr 构造函数但在数据类中使用它之后定义它时的错误:

struct D_constant {
    constexpr D_constant(float x);
    float _x;
};

struct D {
    static constexpr D_constant y = D_constant(1.f);
    // gcc-5.1:
    // error: 'constexpr D_constant::D_constant(float)' used before its definition
    // static constexpr D_constant y = D_constant(1.f);  
    //                                               ^
    // msvc-14:
    // error C2131: expression did not evaluate to a constant
    // note: failure was caused by call of undefined function or one not declared 'constexpr'
    // note: see usage of 'D::D_constant::D_constant'
};

constexpr D_constant::D_constant(float x) : _x(x) {}

任何人都可以阐明第三个示例的情况吗？尽管嵌套类声明是完整的，但编译器似乎无法在嵌套类中找到 constexpr 构造函数的定义。有谁知道更好的方法来完成我想做的事情？

Answer 1

如前所述here :

A class is considered a completely-defined object type (or complete type) at the closing } of the class-specifier. [...] Otherwise it is regarded as incomplete within its own class member-specification.

其中 [...] 是未提及嵌套类的异常列表。

This定义成员规范:

The member-specification in a class definition declares the full set of members of the class; no member can be added elsewhere. Members of a class are data members, member functions, nested types, enumerators, and member templates and specializations thereof. [...]

因此，嵌套类被认为是类规范的一部分，只有在您拥有完整的类型(即结束 } 时，才能引用上述异常(exception)情况)。
数据成员也是成员规范的一部分，在声明此类成员时，类必须被视为不完整。
请注意，通过使用名称 C_constant，您实际上使用的是限定名称 C::C_constant，它是 C 定义的一部分。您可以在 C 中使用较短的标识符引用它这一事实不会改变它的性质。