可以在编译时使用“constexpr std::initializer_list”但不能使用 ODR 吗？

Question

在以下独立程序中，我预计 for 循环会在编译时展开，甚至完全计算，从而使 Foo::MyNumbers 在链接时不必要：

struct Foo
{
  constexpr static auto MyNumbers =
  {
    3,
    28,
    200,
  };
};

constexpr int getSum(void)
{
  auto sum = 0;
  for (constexpr auto i : Foo::MyNumbers)
  {
    sum += i;
  }
  return sum;
}

但是，即使使用-O3，clang++ 3.7（从源代码之前构建到 3.7 版本）和g++ 5.1 都会给出类似的错误； clang 表示read of non-constexpr variable '__begin' is not allowed in a constant expression，而g++ 表示the value of '__for_begin' is not usable in a constant expression。

我真的想不出任何可以在编译时使用std::initizlizer_list 而不迭代它，实际上是the begin() method is indeed marked constexpr as of C++14 来有用地完成的事情。那么有什么可以通过constexpr std::initializer_list 有效地完成而不需要定义 ODR 的吗？

注意：我在两个编译器上都使用-std=c++14 进行编译，但我意识到它们可能并不完全一致——即使我使用的版本是相当 最近。我很想知道是否有更多最新版本允许上面的代码。

编辑：在与 ChrisBeck 讨论后更改了我的示例和分析；请参阅他的回答下的讨论，以及此问题的编辑历史记录。

编辑 2： 在 T.C. 的建议下，我从 for 循环中删除了 constexpr，留下了 for (auto i : Foo::MyNumbers)。这会导致 GCC 和 Clang 出现 undefined reference to 'Foo::MyNumbers' 链接错误。

Answer 1

ODR 不依赖于优化选项。 ODR 是标准的一部分。

该标准未提及优化选项。相反，不同的编译器应该按照他们认为合适的方式组成不同的优化方案，并且在这方面有很大的余地。 ODR 应该确保符合标准的代码将链接到所有符合标准的编译器上。 （感谢 C++ 标准委员会！）

所以，不要再考虑循环展开以及链接时的含义了。对 ODR 而言，唯一重要的是某事物是否被 ODR 使用。

我真的想不出任何可以在编译时有用地完成的事情......除了循环展开和初始化对象

由于 C++14 std::initializer_list 是文字类型。因此，您可以轻松地在编译时计算中使用它。使用std::initializer_list 初始化具有 constexpr 构造函数的对象在某些代码库中非常常见。

Answer 2

for (constexpr auto i : Foo::MyNumbers)
{
  sum += i;
}

无论包含它的函数是否为constexpr，这都是无效的，因为它扩展为

{
    auto&& __range = Foo::MyNumbers;
    for(auto __begin = __range.begin(), __end = __range.end();
        __begin != __end;
        ++__begin) {
        constexpr auto i = *__begin;
        sum += i;
    }
}

*__begin 显然不是一个常量表达式（它需要对非constexpr 变量__begin 进行左值到右值的转换），因此不能用于初始化constexpr 变量i .