MSVC 2017在单个翻译单元中违反了静态初始化顺序。

Question

MSVC 2017在单个翻译单元中违反了静态初始化顺序。

c++visual-c++referenceconstexprstatic-initialization

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使用-std=c++17的MSVC 2017 Community对以下示例代码支持不佳：

#include <iostream>

struct TC
{
    static TC const values[];
    static TC const& A;
    static TC const& B;
    static TC const& C;

    int const _value;
};

inline constexpr TC const TC::values[]{ { 42 }, { 43 }, { 44 } };
inline constexpr TC const& TC::A{ values[0U] };
inline constexpr TC const& TC::B{ values[1U] };
inline constexpr TC const& TC::C{ values[2U] };

int main(int, char**) noexcept
{
    std::cout << std::boolalpha
        << "&A == &values[0]? " << (&TC::A == &TC::values[0U]) << "\n" 
        << "&B == &values[1]? " << (&TC::B == &TC::values[1U]) << "\n"
        << "&C == &values[2]? " << (&TC::C == &TC::values[2U]) << "\n";
    return 0;
}

预期的输出是：

&A == &values[0]? true
&B == &values[1]? true
&C == &values[2]? true

这是gcc和clang都能生成的内容，但是MSVC会有不同：

&A == &values[0]? true
&B == &values[1]? false
&C == &values[2]? false

如果删除_value成员并且没有用户定义的构造函数，MSVC会给出正确的结果。

由于所有这些都在单个翻译单元中，我的理解是这属于部分有序动态初始化:

2) 部分有序动态初始化适用于所有不是隐式或显式实例化特化的内联变量。如果在每个翻译单元中，部分有序的V在有序或部分有序的W之前被定义，则V的初始化在W的初始化之前（或在程序启动线程时发生）。

我不能使用函数来确保初始化顺序，因为我需要constexpr值和constexpr对它们的引用。

所以问题是，MSVC在这里违反了标准*，对吗？

*当然cppreference.com不是“标准”，但我假设那里的信息是正确的。

- monkey0506

从什么时候开始，将一个对象声明为非constexpr，然后将其定义为constexpr是合法的呢？ - ildjarn

好像是要提交反馈给微软，可以在 Visual Studio 的帮助菜单下选择“提交反馈”，或者访问 https://developercommunity.visualstudio.com/spaces/62/index.html（以前是 connect.microsoft.com，但显然已经停用了）。 - SoronelHaetir

@ildjarn 我在标准中没有看到任何禁止这种用法的内容。 - M.M

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@ildjarn Richard Smith cites the standard - "7.1.5/1 says 'The constexpr specifier shall be applied only to the definition of a variable...'" So constexpr (apparently) is not needed on the declaration. - monkey0506

@monkey_05_06 N3337 是 C++11 的版本。N3797 是介于 C++11 和 C++14（即 N4140）之间的版本。我认为您对该段落的解释存在误解。（如果您想进一步讨论，请另外发布一个问题） - M.M

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- M.M · Accepted Answer

我把同样的问题简化到了这个例子中：

#include <iostream>

int values[3];
constexpr int& v{ values[1] };

int main()
{
    std::cout << &v << ", " << &values[1] << "\n";
    return 0;
}

使用最新的MSVC 2017 Community，输出结果如下：

0119D035, 0119D038

如果删除constexpr，则问题不会出现。因此，我认为这是一个编译器与constexpr引用初始化相关的bug。该引用被初始化为&values[0]+1个字节，而不是应该是&values[1]。

注意：如果有人不熟悉constexpr引用定义，请点击这里或者这里。constexpr强制要求初始值具有静态存储期的对象。