c++ - 使用派生类的静态 constexpr 数据成员初始化基类的静态 constexpr 数据成员

Question

考虑以下代码:

template<typename T>
struct S { static constexpr int bar = T::foo; };

struct U: S<U> { static constexpr int foo = 42; };

int main() { }

GCC v6.1编译它，clang 3.8以错误拒绝它:

2 : error: no member named 'foo' in 'U'
struct S { static constexpr int bar = T::foo; };

哪个编译器是正确的？
难道是因为 U is not a complete type在我们尝试在 S 中使用它的地方？
在这种情况下，它应该被认为是 GCC 的错误，但我想知道我是否适合在错误跟踪器上搜索/打开问题...

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同时我打开了一个 bug到海湾合作委员会。
等待它接受答案。

Answer 1

对于 C++14 和 11，Clang 是对的；但是，在最新的工作草案( future 的 C++17)中情况发生了变化 - 请参阅下一节。

要查找的标准引用是(来自 N4140，最接近 C++14 的草案):

[temp.inst]/1:

[...] 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 templates; [...]

[温度点]/4:

For a class template specialization, [...] the point of instantiation for such a specialization immediately precedes the namespace scope declaration or definition that refers to the specialization.

所以，S<U> 的实例化点就在 U 的声明之前, 只有一个前向声明 struct U;在概念上插入之前，因此名称 U找到了。

[class.static.data]/3:

[...] 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 (3.2) in the program and the namespace scope definition shall not contain an initializer.

根据上面引用的段落，bar 的声明在 S 的定义内, 即使它有一个初始化器，它仍然只是一个声明，而不是一个定义，所以它在 S<U> 时被实例化。被隐式实例化，并且没有 U::foo那个时候。

一种解决方法是使 bar一个函数；根据第一个引用，函数的定义不会在 S<U> 的隐式实例化时被实例化。 .只要你用bar在 U 的定义之后已经看到(或从 S 的其他成员函数的主体中看到，因为反过来，它们只会在需要时单独实例化 - [14.6.4.1p1])，这样的事情会起作用:

template<class T> struct S 
{
   static constexpr int bar() { return T::foo; }
};

struct U : S<U> { static constexpr int foo = 42; };

int main()
{
   constexpr int b = U::bar();
   static_assert(b == 42, "oops");
}

---

在通过 P0386R2 之后进入工作草案(目前为 N4606 )，[class.static.data]/3 已被修改；相关部分现在为:

[...] An inline static data member may be defined in the class definition and may specify a brace-or-equal-initializer. If the member is declared with the constexpr specifier, it may be redeclared in namespace scope with no initializer (this usage is deprecated; see D.1). [...]

这由对 [basic.def]/2.3 的更改补充:

A declaration is a definition unless:
[...]

• it declares a non-inline static data member in a class definition (9.2, 9.2.3),

[...]

所以，如果它是内联的，它就是一个定义(有或没有初始化器)。 [dcl.constexpr]/1 说:

[...] A function or static data member declared with the constexpr specifier is implicitly an inline function or variable (7.1.6). [...]

这意味着bar的声明现在是一个定义，根据上一节中的引用，它没有被实例化为 S<U> 的隐式实例化。 ;仅声明 bar ，不包括初始化器，在那个时候被实例化。

当前工作草案 [depr.static_constexpr] 中的示例很好地总结了这种情况下的变化:

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

const int A::n; // redundant declaration (definition in C++ 2014)

这使得 GCC 在 C++1z 模式下的行为符合标准。