模板化的constexpr变量

Question

模板化的constexpr变量

8

我想确认一下这段代码是否符合C++17的标准。

#include <iostream>

template<int N> inline constexpr float MyConst;

template<> inline constexpr float MyConst<1> = 1.1f;
template<> inline constexpr float MyConst<2> = 2.2f;

int main ()
{
    std::cout << MyConst<1> << '\n';

    return 0;
}

如果使用g++和MSVC编译，我不会收到错误信息（并且可以得到正确的输出结果）。

但是，Intel和clang会报错：

test.cpp(3): error: missing initializer for constexpr variable
  template<int N> inline constexpr float MyConst;
                         ^

使用-std=c++17进行编译（对于MSVC，使用/std:c++17）。

在godbolt上尝试了最新的编译器，并在本地机器上测试过。

- user2052436

gcc编译没有问题，所以可能是clang的一个bug？ - Moia

那看起来就像是我尝试过的所有其他编译器中的一个错误。 - user2052436

1

MSVC 接受您的代码。 - Adrian Mole

@AdrianMole 很好知道 - 我在使用Linux。 - user2052436

@user2052436 我也使用Linux，对于gcc没有问题。在coliru上使用g++可以运行，但是使用clang会失败。你应该尝试在godbolt上运行。 - Moia

显示剩余2条评论

3个回答

2

这是DR 1712。

一方面，constexpr变量必须被初始化；另一方面，template在实例化之前并不存在，因此不一定需要初始值。

不幸的是，标准目前还没有豁免constexpr变量模板需要有初始值的要求。因此，从技术上讲，该代码是不合法的。

相应的GCC问题是#68012，质疑是否需要进行诊断。

- rustyx

2

问题在于 constexpr 需要被初始化。

根据 C++14 标准第 7.5.1 节第 9 段，

在对象声明中使用 constexpr 指定符将对象声明为 const。这样的对象应该具有字面类型并且应该被初始化。

因此：

#include <iostream>

template<int N> inline constexpr float MyConst = 0.0f;

template<> inline constexpr float MyConst<1> = 1.1f;
template<> inline constexpr float MyConst<2> = 2.2f;

int main ()
{
    std::cout << MyConst<1> << '\n';

    return 0;
}

适用于g++和clang，都能很好地工作。

- Jean-Baptiste Yunès

我理解“constexpr需要被初始化”。我的期望是，使用模板化的constexpr时，它会以SFINAE的方式工作，也就是只要我只使用MyConst<1>和MyConst<2>，而不是例如MyConst<3>，那么它就可以正常工作。 - user2052436

正如用户202436所指出的那样：constexpr关键字只能应用于变量或变量模板的定义，或函数或函数模板的声明。而constexpr定义意味着初始化。 - Jean-Baptiste Yunès

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- user213305 · Accepted Answer

一个 constexpr（字面常量）变量必须立即初始化。因此，MyConst 的模板需要一个初始值/定义。GCC违反规范，在第一次出现时不要求定义。如果使用变量的非特化形式，例如MyConst<3> ，则会从GCC中得到类似的错误。

<source>: In instantiation of 'constexpr const float MyConst<3>':
<source>:10:18:   required from here
<source>:3:40: error: uninitialized 'const MyConst<3>' [-fpermissive]
    3 | template<int N> inline constexpr float MyConst;
      |                                        ^~~~~~~
ASM generation compiler returned: 1
<source>: In instantiation of 'constexpr const float MyConst<3>':
<source>:10:18:   required from here
<source>:3:40: error: uninitialized 'const MyConst<3>' [-fpermissive]
    3 | template<int N> inline constexpr float MyConst;
      |

这可以通过提供MyConst的初始定义来解决，例如：

// Use a "sensible default"
template<int N> inline constexpr float MyConst(0.0f);

// Provide a more general definition
template<int N> inline constexpr float MyConst = N*1.1f;

有关标准的相关部分，请参见 dcl.constexpr第1段。

constexpr限定符只能应用于变量或变量模板的定义，或者函数或函数模板的声明。consteval限定符仅适用于函数或函数模板的声明。使用constexpr或consteval限定符声明的函数或静态数据成员隐式地成为内联函数或变量。如果任何一个函数或函数模板的声明具有constexpr或consteval限定符，则其所有声明都必须包含相同的限定符。