静态元组类成员的 constexpr 有链接器错误答案

【问题标题】：constexpr of static tuple class member has linker error静态元组类成员的 constexpr 有链接器错误
【发布时间】：2015-01-25 08:50:25
【问题描述】：

我有以下代码：

#include <iostream>
#include <tuple>

class T
{
    public:
        using Names = std::tuple<char const*, char const*>;
        static constexpr Names names {"First", "Second"};
};

int main()
{
    std::cout << std::get<0>(T::names);
}

因为names 是constexpr，所以我希望这可以工作。但我得到一个链接器错误：

编译器：

> g++ --version
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.2.1
Apple LLVM version 6.0 (clang-600.0.56) (based on LLVM 3.5svn)
Target: x86_64-apple-darwin14.0.0
Thread model: posix

错误：

> g++ -std=c++1y pl.cpp
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "T::names", referenced from:
      _main in pl-377031.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

[live demo]

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 constexpr

【解决方案1】：

类中static 数据成员的声明绝不是定义¹。
每当变量被 odr-used² 时，定义都是必要的。 std::get<> 接受参数每个引用，并将变量绑定到引用 odr-立即使用它³。

在外面简单定义names：

constexpr T::Names T::names; // Edit: This goes *outside* the class "as is"!

Demo.

¹⁾ [basic.def]/2:

声明是一个定义，除非 [..] 它声明了 static 数据类定义中的成员（9.2、9.4）

²⁾ [basic.def.odr]/4:

每个程序都应该包含每个非内联的定义在该程序中使用 odr 的函数或变量；没有诊断必填。

³⁾根据[basic.def.odr]/3：

变量x，其名称显示为潜在求值表达式 ex 被 ex 使用，除非应用左值到右值的转换 (4.1) 到 x 产生一个不调用的常量表达式 (5.19) 任何重要的函数，如果x 是一个对象，ex 是一个元素表达式e 的一组潜在结果，其中左值到右值转换 (4.1) 应用于 e，或者 e 是丢弃值表达式（第 5 条）。

这里的 id 表达式 T::names 指的是有问题的变量。包含T::names 的所有潜在结果的唯一超表达式e 是T::names 本身，因为函数调用的潜在结果集，即std::get<0>(T::names)，是空的。但是，左值到右值的转换显然没有应用，T::names 的值也显然没有被丢弃（因为它被传递给函数）。
因此它是 odr-used 并且需要定义。

【讨论】：

我假设constexpr T::Names T::names;必须在一个编译单元中，不能在一个头文件中多次包含。
@CrappyExperienceBye 正确 - IIRC T::names 具有外部链接。
由于涉及的术语，我很难理解 odr-use：我已经阅读了标准和 cppreference 中的潜在评估表达式、左值到右值转换以及潜在结果，但是这令人困惑。是否有全面的资源可以用英语解释 odr-use？
@templateboy stackoverflow.com/questions/19630570/…

【解决方案2】：

@Columbo 发布了正确的解决方案。

不幸的是，我正在尝试构建一个仅标头库。该解决方案要求将静态成员编译到一个编译单元中（这是我使用constexpr 希望避免的）。

所以我需要在作品中加入另一个转折点以使其发挥作用。这只是为了分享我的解决方案：

#include <iostream>

class T
{
    public:
        using Names = std::tuple<char const*, char const*>;
        template<std::size_t index>
        static char const* getName()
        {
            static constexpr Names names {"First", "Second"};
            return std::get<index>(names);
        }
};

int main()
{
    std::cout << T::getName<0>() << "\n";
}

【讨论】：