在结构中初始化静态 constexpr 变量和类

Question

这是我的工作代码示例：

#include <iostream>

template<typename B>
class b {
public:
    int y;

    constexpr b(int x) : y(x) {

    }

    constexpr void sayhi() {
        std::cout << "hi" << std::endl;
    }
};



template<int x>
struct A {
    static constexpr b<int> bee = x;
    static constexpr int y = x;         // this one is fine and usable already, I don't have to do something like what I did on member bee

    inline static void sayhi() {
        std::cout << y << std::endl;
    }
};

template<int x>
constexpr b<int> A<x>::bee;        // why do I have to do something like this, it will cause errors if I don't.

int main(int argc, char** argv) {
    A<30>::bee.sayhi();             // works fine
    A<30>::sayhi();                 // works fine

    return 0;
}

我的代码做的很简单，我有模板结构A，它有两个静态变量，即static constexpr int y 和static constexpr b<int> bee = x;。我的模板结构A 将获取参数的值，该参数将由x 从模板参数中复制。我的问题是：当涉及到类时，我必须通过执行以下操作来初始化类：

template<int x>
constexpr b<int> A<x>::bee; 

如果我不使用上面的代码，我会收到 undefined 引用错误。其中 int 已经很好并且只需执行以下操作即可访问：

static constexpr int y = x;    

我担心为什么我不必再转发声明了。

Answer 1

由于 C++ 17 引入了静态内联变量并使静态 constexpr 变量隐式内联，因此您的问题的答案现在要简单得多。因此，在您的示例中，您可以简单地使用以下内容，而无需在类外声明任何变量 bee（尽管出于兼容性原因仍允许使用）：

template<int x>
struct A {
    static constexpr b<int> bee = x;
};

来源：cppreference

静态数据成员可以内联声明。内联静态数据 成员可以在类定义中定义，并且可以指定一个 初始化器。它不需要类外定义：

struct X
{
    inline static int n = 1;
};

如果静态数据成员声明为 constexpr，则它是隐式内联的 并且不需要在命名空间范围内重新声明。这 没有初始化器的重新声明（以前需要 [...]） 仍然允许，但已弃用。

Answer 2

static constexpr 成员在其初始化时在 class { } 范围内有一个值，但它在内存中没有位置（地址），直到它在 class { } 之外定义。原因是您可能决定在链接库中包含其部分或全部特化（例如 .o 或 .so），或者是否默认为特化提供有效内联链接。

如果曾经使用过对象的地址，则需要类外定义，这意味着它必须作为全局变量存在。另一方面，如果您希望constexpr 成员仅在编译时存在，禁止全局存储分配，那么省略定义是一个不错的选择。

顺便说一下，不允许将constexpr 说明符放在永远不能作为常量表达式求值的函数上，例如打印到std::cout 的sayhi。这是“无需诊断 (NDR)”规则，这意味着编译器现在可能不会抱怨，但下一个编译器版本可能会抱怨。