c++ - 如果不使用模板类中的定义，是否应该实例化？

Question

template <typename T>
struct A
{
    static constexpr T obj {};

    static constexpr bool noexcept_copy = noexcept( T{obj} );
    static void UsesCopy() { T{obj}; }

    static constexpr int  C = 1;
};

struct NoCopy
{
    constexpr NoCopy() = default;
    NoCopy(const NoCopy&) = delete;
};

int main()
{
    return A<NoCopy>::C;
}

上面的代码已由GCC成功编译，但是Clang给出了编译错误:

tmp.cpp:6:57: error: call to deleted constructor of 'NoCopy'
        static constexpr bool noexcept_copy = noexcept( T{obj} );
                                                        ^~~~~~
tmp.cpp:20:16: note: in instantiation of template class 'A<NoCopy>' requested here
        return A<NoCopy>::C;
               ^
tmp.cpp:15:9: note: 'NoCopy' has been explicitly marked deleted here
        NoCopy(const NoCopy&) = delete;
        ^
1 error generated.

A::UsesCopy函数也使用复制构造函数，但是编译器不会在此提示已删除函数的用法。 UsesCopy函数和 noexcept_copy constexpr有什么区别？两者都使用 NoCopy类的副本构造函数，并且都不使用，但是constexpr定义会产生编译错误，而函数定义则不会。

PS。 Clang使用 -std=c++17或 -std=c++2a编译上面的代码，但不使用 -std=c++11或 -std=c++14编译上面的代码。

Answer 1

我认为处理此问题的正确方法类似于this pre-C++17 answer to a question about the order of initialization of static constexpr templated data members中的详细信息。

TL; DR -是的，GCC，正确无误，Clang尝试解析副本c'tor，即使不允许这样做。

总结一下:

C++ 14

在p9.4.2.3-静态数据成员中，我们有:

[...] A static data member of literal type can be declared in the class definition with the constexpr specifier; if so, its declaration shall specify a brace-or-equal-initializer in which every initializer-clause that is an assignment-expression is a constant expression. [...] The member shall still be defined in a namespace scope if it is odr-used in the program and the namespace scope definition shall not contain an initializer.

因此， static constexpr数据成员的声明只是一个声明，而不是一个定义-即使它具有初始化程序。需要进行定义才能进行初始化，并且原始OP代码中未提供任何定义。

为了说明这一点，我们前面引用了p14.7.1-模板-隐式实例化(强调我的意思):

The implicit instantiation of a class template specialization causes the implicit instantiation of the declarations, but not of the definitions, default arguments, or exception-specifications of the class member functions, member classes, scoped member enumerations, static data members and member template

GCC不会正确地初始化 noexcept_copy，因为它没有定义，只有一个declecle －从未按照p9.4.2.3的要求在“ namespace 范围内定义”。

C++ 17

那么，什么改变了？好吧，据我所知-没什么大不了的，但是在C++ 17中，通过采用 P0389R2定义了静态数据成员的方式有了一些变化，据我了解，它的目的是引入“内联变量”可以简单地声明它，然后在具有相同存储的多个转换单元中使用它，即声明中只有一个由初始化程序初始化的变量实例-这类似于其他语言(如Java)中的“静态字段初始化”并使其更容易进行单例初始化。

来自规格:

A declaration is a definition unless [...] it declares a non­-inline static data member in a class definition.

因此，我们明确指定 inline静态数据成员的声明 为一个定义。不需要超出类范围的外部定义。这无疑使程序员更容易。

但是 inline与 constexpr有什么关系？该建议的采纳也导致在p10.1.5.1中产生此规范:

A function or static data member declared with the constexpr specifier is implicitly an inline function or variable.

因此，此更改实际上非常明确地表明 static constexpr bool noexcept_copy的声明也是一个定义-在隐式模板实例化的情况下我们不应实例化。

我猜想这对于Clang开发人员来说是足够强大的信号，可以不初始化 static constexpr数据成员。

顺便说一句，C++ 17附录D第1页中的示例相当明确地解释了这一点:

struct A {
  static constexpr int n = 5; // definition (declaration in C++ 2014)
};
constexpr int A::n; // redundant declaration (definition in C++ 2014)

从此示例中我们了解到，在C++ 2014中， static constexpr的声明不是定义，并且为了进行初始化，您必须在 namespace 范围内具有定义。

因此Clang在其C++ 14实现中输出错误是错误的，因为在OP代码中，隐式实例化模板类静态数据成员不仅是错误的-甚至没有定义，因此它不应该具有被实例化，即使它不是模板类也是如此。