Question

以下代码给出了未定义的引用链接错误：

template<int>
struct X {
    static constexpr int x = 0;
};

template<>
constexpr int X<1>::x;

int main() 
{   
    return X<1>::x;
}

但我不确切知道原因。

是否可以定义数据成员而不专门化整个模板？

要明确：此代码编译良好，但提供链接器错误（未定义引用）。

Answer 1

由于明确专业化，你偶然发现了一个“小”问题。如果我们引用[temp.expl.spec]/13：

模板或静态数据成员的显式特化静态数据成员模板的显式特化是一个如果声明包含初始化程序，则定义;否则，它是宣言。 [注意：静态数据成员的定义需要默认初始化的模板必须使用a 支撑-INIT-列表：
template<> X Q<int>::x;                         // declaration
template<> X Q<int>::x ();                      // error: declares a function
template<> X Q<int>::x { };                     // definition
- 结束说明]

意味着您声明 X<1>::x存在，但没有定义它。因此它未定义。

我觉得很疯狂，是你的编译器接受它。一般而言，如果没有定义constexpr变量，则无法声明它们。这很奇怪。

Answer 2

是否可以在没有[专门化]整个模板的情况下定义数据成员？

static类模板的数据成员允许显式专门化（[temp.expl.spec]），但是如果您希望这样做，则无法指定类模板（class.static.data）中成员的初始化程序。也就是说，

如果我们将constexpr替换为const，则此代码可以正常使用：

template<int>
struct X {
    static const int x;
};

template<int I>
const int X<I>::x = 0;

template<>
const int X<1>::x = 1;

但是这段代码 NOT 没关系：

template<int>
struct X {
    static const int x = 0;
};

template<>
const int X<1>::x = 1;

您可以看到区别在于我们初始化主模板的变量。

现在，如果我们希望将const替换为constexpr，那么我们必需来提供初始值设定项（class.static.data）：

可以在。中声明文字类型的static数据成员使用constexpr说明符的类定义;如果是这样，其声明应指定大括号或等于初始值 其中作为赋值表达式的每个 initializer-clause 都是一个常量表达式

因此，我们最终会出现这种奇怪的情况：我们可以专注于static成员，但如果constexpr成员constexpr，则template<int> struct X_Traits{ static constexpr int value = 0; }; template<> struct X_Traits<1>{ static constexpr int value = 1; }; template<int I> struct X { static constexpr int x=X_Traits<I>::value; // ... };需要初始化程序。恕我直言，这是标准的缺点。

然而，似乎所有现代编译器都不同意。

gcc 8.0.0按原样编译（但不链接）你的代码（错误），但是如果为专业化添加初始化程序，它会抱怨重复初始化（右）。

clang 6.0.0不按原样（右）编译代码，但是当你添加初始化程序时，它可以毫无障碍地工作（错误，但这可能是标准应该规定的）

MSVC 19.00.23506不按原样编译代码（右），并且在添加初始化程序时没有编译代码（抱怨重新定义）（右）。

最后，将专业化推入辅助Traits类可能更容易：

template<int I>
struct X_Traits{
    static constexpr int get_value(){
        if constexpr(I==1){
            return 1;
        }else{
            return 0;
        }
    }
};

template<int I>
struct X {
    static constexpr int x=X_Traits<I>::get_value();
    // ...
};

int main(){
    static_assert(X<0>::x == 0);
    static_assert(X<1>::x == 1);
}

在C ++ 17及更高版本中，我们可以使用constexpr if来避免需要专门化我们的特征类：

{{1}}

Answer 3

像这样。

template<int i>
struct X {
    static constexpr int x = i==0?2:10;
};

int main() 
{   
    return X<1>::x;
}

请注意，您不需要在课外定义它。

static constexpr模板成员在专门化时给出undefined-reference

3 个答案: