在这个类的声明中声明一个类的实例并就地初始化它答案

【问题标题】：Declaring an instance of a class inside this class' declaration and initializing it in-place在这个类的声明中声明一个类的实例并就地初始化它
【发布时间】：2015-04-05 11:42:29
【问题描述】：

这就是我现在拥有的：

class CColorf
{
public:
    CColorf();
    CColorf(float r, float g, float b, float a = 1.0f);

public:
    float r, g, b, a;

// predefined colors
    // rgb(0.0, 0.0, 1.0)
    static const CColorf blue;
};

它适用于 ccolorf.cpp 中定义的blue，如下所示：

CColorf const CColorf::blue = CColorf(0.0f, 0.0f, 1.0f);

这就是我想做的：

class CColorf
{
    ...

// predefined colors
    // rgb(0.0, 0.0, 1.0)
    static const CColorf blue = CColorf(0.0f, 0.0f, 1.0f);
};

但是会产生编译错误：

具有类内初始化程序的静态数据成员必须具有非易失性 const 整数类型

有没有办法避免这里需要单独声明和定义？

【问题讨论】：

声明它constexpr。 CColof 是文字类型，因此应该可以工作。
@Columbo：constexpr 不应该与表达式（或函数）一起使用，而不是声明吗？
...不知道你的意思，但你听起来很困惑。 constexpr 是一个 decl-specifier（声明说明符），因此只能在声明中使用。
@Columbo：我很困惑。以前从未使用过constexpr，几乎不知道它是什么意思。立即阅读。
@Columbo：不，问题是试图初始化一个不完整的类型，并试图在类中初始化一个非文字类型的静态成员。无法绕过这些限制（可以通过删除构造函数（使其成为聚合）或将其声明为 constexpr 来使此类成为文字。但在其定义中仍然是不完整的。）

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

这里的经验法则是，如果成员变量是static（也不是const int），则不能使用成员变量的类内成员初始化，但是有一些例外情况（只是没有一个适用于您的情况） .

在C++98标准中，你只能成员初始化static const int

在 C++11 标准中，您可以成员初始化除 static 之外的所有内容（C++98 标准除外）。

如果你的静态成员是constexpr，你可以解决这个问题：

§ 9.4.2（2014 年 11 月草案）

如果非易失性 const static 数据成员是整数或枚举类型，则其在类中的声明定义可以指定一个 brace-or-equal-initializer，其中每个 initializer-clause 是一个 assignment-expression 是一个常数表达式 (5.20)。文字类型的 static 数据成员可以在 constexpr 说明符的类定义；如果是这样，它的声明应指定一个brace-or-equal-initializer 其中每个 initializer-clause 是一个 assignment-expression 是一个常量表达式。 [ 注意：在这两个在这些情况下，成员可能出现在常量表达式中。 — 尾注] 成员仍应被定义如果在程序中使用了 odr-used (3.2) 并且命名空间范围定义不应在命名空间范围内包含一个初始化器。

为了更清楚地解释这个 sn-p：如果您想尝试使用constexpr 解决问题，您的类型必须是“literal”。

文字类型（§ 3.9.10）：

有一个“微不足道”的析构函数
只有常量表达式构造函数
只有文字类型基类和数据成员
或者是aggregate type
或者是void、标量（例如int）、引用或文字类型数组

如果满足以下条件，析构函数是“微不足道的”：

它是编译器生成的（即您没有定义一个）
而且每个非静态成员对象都有一个微不足道的析构函数

鉴于所有这些，您可能会查看您的代码并想“嗯，我可以让我的所有构造函数constexpr，然后将static const CColorf blue 更改为static constexpr CColorf blue，我很好。”

但是，在您声明静态时，您的类是“不完整的”。让我们想想下面的example：

class A{
    private:
        A member;
}

每个A 实例现在都有一个A 实例。编译器为A 分配了多少字节？它说不出来。由于递归，可能有无限多。 A 在它自己的类中是 incomplete 的。你有一个类似的不完整问题。但是，让我们将其改为指针：

class A{
    private:
        A* member;
}

现在很容易，因为A* 是指针类型，编译器知道它的大小。

所以现在你想“好吧，我就让 static constexpr CColorf blue 像 static constexpr CColorf* blue = new CColorf(0.0f, 0.0f, 1.0f); 这样的指针

但你不能，因为new 运算符不是constexpr。

你不能尝试const，因为我们已经讨论了原因。

所以也许您考虑将new 运算符重载为constexpr，但you can't do that either。

所以你运气不好。

【讨论】：

查看 Mike Seymour 对该问题的评论。您的建议不是答案。
我的问题的答案要么是一段代码，显示如何做我想做的事，要么是三个字：“这是不可能的”。你的“答案”都不是；它说“如果你的静态成员是constexpr，你可以解决这个问题”，但实际上让我的静态成员constexpr 并不能解决问题。更不用说标准中的那段非人类可读的文本几乎没有告诉我任何事情。
@VioletGiraffe：我很抱歉。有时对一个人来说清楚的事情可能对另一个人来说不是那么清楚。我在回答中添加了更多细节，希望能让事情更清楚。

【解决方案2】：

你不能这样做。

错误消息暗示您正在编译为 C++03，其中只有整数类型的常量静态成员可以在其声明中初始化；所以你不能对任何类类型这样做。

C++11放宽了规则，但仍有限制：

类型必须是文字。您可以通过使构造函数constexpr 来使这种类型成为文字；但是
类型必须完整，并且类在其定义中不完整（成员定义除外）
该成员不得odr-used；也就是说，您只能将其用作 rvalue 表达式，而不能获取其地址或创建对它的引用。

虽然第一点可以固定，第三点只会限制你可以对成员做什么，而不是你是否可以定义它，第二点使它不可能。您必须以通常的方式在单个翻译单元中的类之外定义变量。

如果您想保留类定义中的所有内容，以及可用于帮助编译时优化的值，您可以定义一个函数而不是变量

static CColorf blue() {return CColorf(0.0f, 0.0f, 1.0f);}

【讨论】：