與定義的類相同類型的靜態constexpr成員

Question

我希望C類有一個類型為C的靜態constexpr成員。這在C ++ 11中是否可行？

嘗試1：

struct Foo {
    constexpr Foo() {}
    static constexpr Foo f = Foo();
};
constexpr Foo Foo::f;

g ++ 4.7.0說：'無效使用不完整類型'指的是Foo()調用。

嘗試2：

struct Foo {
    constexpr Foo() {}
    static constexpr Foo f;
};
constexpr Foo Foo::f = Foo();

現在問題是在類定義中缺少constexpr成員f的初始化器。

嘗試3：

struct Foo {
    constexpr Foo() {}
    static const Foo f;
};
constexpr Foo Foo::f = Foo();

現在g ++抱怨在constexpr重新聲明Foo::f不同。

Answer 1

如果我正確地解釋標准，那是不可能的。

（§9.4.2/ 3）[...]可以使用constexpr說明符在類定義中聲明文字類型的靜態數據成員; 如果是這樣，它的聲明應指定一個大括號或等於初始化器，其中作為賦值表達式的每個initializer子句都是一個常量表達式。 [...]

從上面（以及靜態數據成員聲明中沒有關於非文字類型的單獨聲明的事實），我認為constexpr的靜態數據成員必須是文字類型 （如§3.9/中所定義） 10），它一定有它包含在聲明中定義 。 使用以下代碼可以滿足后一種情況：

struct Foo {
  constexpr Foo() {}
  static constexpr Foo f {};
};

這與您的嘗試1類似，但沒有類外部定義。

但是，由於在聲明/定義靜態成員時Foo不完整，編譯器無法檢查它是否是文字類型（如§3.9/ 10中所定義），因此它拒絕代碼。

請注意， 這篇后C ++ - 11文檔（N3308）討論了標准中當前constexpr定義的各種問題，並提出修改建議。 具體而言，“建議的措辭”部分建議對§3.9/ 10進行修訂，這意味着將不完整類型作為一種文字類型。 如果要將該修訂納入標准的未來版本，您的問題將得到解決。

Answer 2

我認為GCC拒絕您的嘗試3是不正確的.C ++ 11標准（或其任何已接受的缺陷報告）中沒有規則表明如果事先聲明的話，變量的重新聲明必須是constexpr 。 最接近該規則的標准是[dcl.constexpr]（7.1.5）/ 1_ ：

如果函數或函數模板的任何聲明都有constexpr規范，則其所有聲明都應包含constexpr規范。

Clang對constexpr的實施接受了你的嘗試3。

Answer 3

理查德史密斯答案的更新，現在嘗試3編譯GCC 4.9和5.1，以及叮叮3.4。

struct Foo {
  std::size_t v;
  constexpr Foo() : v(){}
  static const Foo f;
};

constexpr const Foo Foo::f = Foo();

std::array<int, Foo::f.v> a;

但是，當Foo是類模板時，clang 3.4失敗，但GCC 4.9和5.1仍然可以正常工作：

template < class T >
struct Foo {
  T v;
  constexpr Foo() : v(){}
  static const Foo f;
};

template < class T >
constexpr const Foo<T> Foo<T>::f = Foo();

std::array<int, Foo<std::size_t>::f.v> a; // gcc ok, clang complains

Clang錯誤：

error: non-type template argument is not a constant expression
std::array<int, Foo<std::size_t>::f.v> a;
                ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~