对类静态 constexpr 结构的未定义引用，g++ vs clang

Question

这是我的代码，a.cp​​p

struct int2
{
    int x, y;
};
struct Foo{
    static constexpr int bar1 = 1;
    static constexpr int2 bar2 = {1, 2};
};
int foo1(){
    return Foo::bar1; // this is ok for both clang++ and g++
}
int2 foo2(){
    return Foo::bar2; // undefined reference to `Foo::bar2' in clang++
}
int main(){ std::cout << foo2().x << std::endl; return 0; }

使用clang编译，clang++ -std=c++11 a.cpp

/tmp/a-0dba90.o: In function `foo2()':
a.cpp:(.text+0x18): undefined reference to `Foo::bar2'
clang-7: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see 
invocation)

g++ -std=c++11 a.cpp 不会发出任何错误。

我的问题是，

1. 谁是正确的上述代码？ clang 还是 g++？
2. 为什么在 clang 中 bar2 是错误的而 bar1 是正确的？

编译器版本：g++ 5.4.0 和 clang 7.0.0

更新：该问题被标记为与another question 重复，但事实并非如此。我知道我可以在类之外添加显式定义以使其通过 clang。这个问题是关于为什么 g++&clang 之间的所有区别。

Answer 1

您似乎认为如果一个编译器是正确的，那么另一个编译器一定是错误的。程序要么包含错误（然后接受它的编译器是错误的），要么不包含错误（然后拒绝它的编译器是错误的）。这又依赖于一个隐含的假设，即所讨论的错误，即缺少对使用 ODR 的实体的定义，是一个可诊断的错误。不幸的是，事实并非如此。该标准明确指出：

[basic.def.odr/10] 每个程序都应包含一个定义，即在该程序中被丢弃的语句之外的每个非内联函数或变量的定义； 无需诊断。

由于标准的这一规定存在问题和不受欢迎，它就在那里。由于缺少定义，您的程序具有未定义的行为，并且不需要实现来诊断它。所以这两个编译器在任何优化级别在技术上都是正确的。

在具有强制复制省略的 C++17 中，程序不再包含任何 ODR 使用所讨论的变量 constexpr 静态数据成员是隐式内联的，不需要单独的定义（感谢 Oliv）。

Answer 2

回答我自己的问题。

我对@9​​87654321@ 有一些模糊的了解。

• 对于文字类型 Foo::bar1，它不是 odr-used，所以没问题。
• 对于 struct Foo::bar2：当在函数体内返回一个结构时，它将调用其复制构造函数，该构造函数引用 Foo::bar2。所以Foo::bar2是odr-used，它的定义必须存在于程序的某个地方，否则会导致链接错误。

但是为什么 g++ 不抱怨呢？我猜这与编译器优化有关。

验证我的猜测：

1. 复制省略

   添加-fno-elide-constructors，g++ -fno-elide-constructors -std=c++11 a.cpp

   /tmp/ccg1z4V9.o：在函数foo2()': a.cpp:(.text+0x27): undefined reference toFoo::bar2'

   所以，是的，复制省略会影响这一点。 但是g++ -O1 还是通过了。

2. 函数内联

   添加-fno-line，g++ -O1 -fno-elide-constructors -fno-inline -std=c++11 a.cpp

   /tmp/ccH8dguG.o: 在函数foo2()': a.cpp:(.text+0x4f): undefined reference toFoo::bar2'

结论是复制省略和函数内联都会影响其行为。 g++ 和 clang 的区别在于 g++ 默认启用了复制省略，而 clang 没有。