空析构函数与字面值析构函数的区别

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>

class Test
{
    public:
        constexpr Test(const int x) : _x(x) {}
        constexpr int get() const {return _x;}
        ~Test() {} // HERE
    protected:
        const int _x;
};

int main()
{
    static constexpr Test test(5);
    return 0;
}

如果我删除HERE这一行，代码就可以编译通过，但是如果我定义一个空析构函数，就会产生编译错误，说Test是非字面的。

为什么会这样，并且空析构函数和没有析构函数有什么区别？

编辑：另一个相关问题：如果空的字面值析构函数与非空析构函数不同，如何定义一个受保护的字面值析构函数？

- Vincent

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在一个constexpr对象中，您不能拥有非平凡的析构函数。 - chris

我需要它们用于一些抽象的CRTP类。 - Vincent

我认为你可以使用 ~Test() = default;。 - Xeo

@Vincent 如果是这样的话，为什么不将构造函数设为protected，而不是析构函数呢？ - Konrad Rudolph

如果某个类被设计成其他类的基类，那么它的析构函数应该是虚拟的或者受保护的，以防止通过基指针删除派生对象时出现未定义行为。 - Tadeusz Kopec for Ukraine

Answer 1

n3376中的引用：

7.1.5/9

constexpr修饰符在对象声明中使用时将对象声明为const。这种对象应具有字面类型并应进行初始化。如果通过构造函数调用进行初始化，则该调用必须是常量表达式

3.9/10

如果一个类型具有平凡析构函数，那么它是一个字面类型...

12.4/5

如果析构函数不是虚拟的，并且：

—— 该类的所有直接基类具有平凡析构函数，并且

—— 该类中所有非静态数据成员的类类型（或其数组）都具有平凡析构函数，则析构函数是平凡的。

否则，析构函数是非平凡的。

Clang诊断信息更加详细：

error: constexpr variable cannot have non-literal type 'const C'

'C' is not literal because it has a user-provided destructor

- ForEveR

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Clang：1254，其他人：32 - chris

@chris：抱歉我不太懂，你的评论是什么意思？ - user1284631

@axeoth，这是一个玩笑，关于Clang在错误提示方面相比其他编译器更易读和/或更有帮助。 - chris

Answer 2

没有析构函数会导致编译器添加一个平凡的析构函数，在规范中定义不明确，但基本上什么都不做。

如果你指定了一个析构函数，它就不会添加平凡的析构函数。你的析构函数是非平凡的。

在你的情况下，Test::~Test() { }看起来非常简单，但这只是人类对你所看到的东西的解释。进一步说，还有：

Test::~Test()
{
    int a = 5;
}

我们可以看到优化器可以优化掉a，因此它显然什么也没做。那么怎么样呢：

Test::~Test()
{
    for (int i = 0; i < 1000; i += 2) {
        if ((i % 2) == 1)
            doSomeSideEffect(); // like throwing or setting a global
    }
}

我们可以看到，i 永远不可能是奇数，因此析构函数什么也不做。

规范必须定义什么可以成为常量表达式，什么不能。他们并没有深入定义“什么也不做”，而是简单地声明，唯一好用于 constexpr 的什么也不做析构函数是编译器提供的平凡析构函数。

- Cort Ammon