Question

我想在班上有一个static const char数组。海湾合作委员会抱怨并告诉我应该使用constexpr，虽然现在它告诉我这是一个未定义的参考。如果我使数组成为非成员，那么它将编译。发生了什么事？

// .hpp
struct foo {
  void bar();
  static constexpr char baz[] = "quz";
};

// .cpp
void foo::bar() {
  std::string str(baz); // undefined reference to baz
}

Answer 1

添加到您的cpp文件：

constexpr char foo::baz[];

原因：您必须提供静态成员的定义以及声明。声明和初始化器都在类定义中，但成员定义必须是分开的。

Answer 2

C ++ 17引入了内联变量

C ++ 17修复了constexpr静态成员变量的这个问题，如果它是ord-used则需要一个out-line定义。有关C + 17之前的详细信息，请参阅下面的原始答案。

提案P0386 Inline Variables引入了将内联说明符应用于变量的功能。特别是对于这种情况，constexpr意味着内联静态成员变量。提案说：

内联说明符可以应用于变量和函数。声明的变量 inline与内联声明的函数具有相同的语义：它可以相同地定义必须在每个翻译单元中定义多个翻译单元，并且程序的行为就好像只有一个变量。

并修改了[basic.def] p2：

声明是一个定义，除非是   ...


它在类定义之外声明了一个静态数据成员，并且该变量是在类中使用constexpr说明符定义的（不推荐使用此用法;请参阅[depr.static_constexpr]），


...

并添加[depr.static_constexpr]：

为了与之前的C ++国际标准兼容，有一个constexpr 静态数据成员可以在课外冗余重新声明没有初始化程序。不推荐使用此用法。 [实施例：
struct A {
  static constexpr int n = 5;  // definition (declaration in C++ 2014)
};

constexpr int A::n;  // redundant declaration (definition in C++ 2014)
- 结束示例]

原始答案

在C ++ 03中，我们只允许使用 constexpr <在C ++ 11中为 const积分或 const枚举类型提供类初始化器/ em>这已扩展为文字类型。

在C ++ 11中，我们不需要为静态constexpr成员提供命名空间作用域定义，如果它不是 odr-used ，我们可以从草案C ++ 11标准中看到这一点部分9.4.2 [class.static.data] 表示（强调我的前进）：


[...]可以在类中声明文字类型的静态数据成员   使用constexpr说明符定义;如果是的话，其声明应   指定一个brace-or-equal-initializer，其中包含每个initializer子句   这是一个赋值表达式是一个常量表达式。 [注意：在   在这两种情况下，成员都可能出现在常量表达式中。 -结束   注意 ]   如果程序中的odr-used（3.2）和名称空间作用域定义，该成员仍应在名称空间作用域中定义   不得包含初始化程序。

那么问题就变成了baz odr-used ：

std::string str(baz);

，答案是是，因此我们也需要命名空间范围定义。

那么我们如何确定变量是否为 odr-used ？ 3.2 [basic.def.odr] 部分中的原始C ++ 11措辞说：


表达式可能会被评估，除非它是未评估的   操作数（第5条）或其子表达式。一个名称的变量   表现为潜在评估的表达除非，否则使用   它是满足出现在a中的要求的对象   常量表达式（5.19）和左值到右值的转换   （4.1）立即应用。

所以baz会产生常量表达式，但左值到右值转换不会立即应用，因为它不适用{{1作为一个数组。这一点将在baz [conv.lval] 部分中介绍：


非功能性非数组类型T 的glvalue（3.10）可以是   转换为prvalue.53 [...]

在数组到指针转换中应用了什么。

由于Defect Report 712， [basic.def.odr] 的这一措辞发生了变化，因为这些措辞并未涉及某些案例，但这些更改并未改变此案例的结果。

Answer 3

这实际上是C ++ 11中的一个缺陷 - 正如其他人所解释的那样，在C ++ 11中，静态constexpr成员变量与其他类型的constexpr全局变量不同，具有外部链接，因此必须在某处明确定义。

值得注意的是，在使用优化进行编译时，您通常可以在实践中使用静态constexpr成员变量而无需定义，因为它们最终可以在所有用途中内联，但如果您在没有优化的情况下进行编译，则程序将无法链接。这使得这是一个非常常见的隐藏陷阱 - 您的程序通过优化编译得很好，但是一旦关闭优化（可能用于调试），它就无法链接。

好消息 - 这个缺陷在C ++ 17中得到修复！这种方法有点令人费解：在C ++ 17中，静态constexpr成员变量are implicitly inline。拥有inline applied to variables是C ++ 17中的一个新概念，但它实际上意味着它们不需要在任何地方进行显式定义。

Answer 4

更优雅的解决方案是将char[]更改为：

static constexpr char * baz = "quz";

这样我们可以在一行代码中定义/声明/初始化。

Answer 5

对于静态成员的外部链接，我的解决方法是使用constexpr引用成员getter（不会遇到@gnzlbg作为对@deddebme答案的评论而引起的问题）。
这个习惯用法对我来说很重要，因为我讨厌在项目中拥有多个.cpp文件，并尝试将其限制为一个，其中只包含#include和一个main()函数。

// foo.hpp
struct foo {
  static constexpr auto& baz() { return "quz"; }
};

// some.cpp

  auto sz = sizeof(foo::baz()); // sz == 4

  auto& foo_baz = foo::baz();  // note auto& not auto
  auto sz2 =  sizeof(foo_baz);    // 4
  auto name = typeid(foo_baz).name();  // something like 'char const[4]'

Answer 6

在我的环境中，gcc vesion是5.4.0。添加“ -O2”可以解决此编译错误。要求优化时，gcc似乎可以处理这种情况。

未定义的对静态constexpr char []的引用

6 个答案:

C ++ 17引入了内联变量

原始答案