内联 constexpr 函数定义是否合法？ gcc (ok) vs clang (error)答案

【问题标题】：inline constexpr function definition legal or not? gcc (ok) vs clang (error)内联 constexpr 函数定义是否合法？ gcc (ok) vs clang (error)
【发布时间】：2012-12-04 03:23:13
【问题描述】：

我当前的程序被clang拒绝，但用gcc编译得很好。它归结为以下简化示例：

struct A {
  static constexpr inline int one();
};

inline constexpr int A::one() { return 1; }

int main() {
  return 0;
}

g++ 4.7.2 编译它没有错误 (g++ -std=c++11 -Wall -g -o main example.cpp)。 clang++ 3.1 拒绝它：

$ clang++ -std=c++11 -Wall -g -o main example.cpp 
example.cpp:6:25: error: conflicting types for 'one'
inline constexpr int A::one() { return 1; }
                        ^
example.cpp:3:31: note: previous declaration is here
  static constexpr inline int one();
                              ^
1 error generated.

我敢打赌 gcc 是对的，而 clang 是错的？程序应该是合法的 C++11。

有趣的旁注。如果 one 在结构中实现，clang 不再抱怨：

struct A {
  static constexpr inline int one() { return 1; }
}

gcc 也接受这个变体。据我了解，根据标准，两个版本应该是相同的。这是一个clang错误还是我错过了什么？

【问题讨论】：

另外，请注意constexpr functions and constexpr constructors are implicitly inline
有趣，我不知道。不过，删除内联不会改变任何事情。 clang 仍然失败并出现相同的错误（类型冲突）。

标签： c++ c++11 clang language-lawyer

【解决方案1】：

这是一个 Clang 错误（在 Clang 3.2 中修复）。问题在于，在确定函数的重新声明是否与先前的声明匹配时，Clang 没有正确处理隐式 constness 的影响。考虑：

struct A {
  int f();                  // #1
  constexpr int f() const;  // #2 (const is implicit in C++11 and can be omitted)
  static constexpr int g(); // #3
};

int A::f() { return 1; }           // #4, matches #1
constexpr int A::f() { return 1; } // #5, matches #2, implicitly const
constexpr int A::g() { return 1; } // #6, matches #3, not implicitly const

当将类外声明#5 与A 的成员匹配时，编译器有一个问题：它不知道A::f 的新声明的类型。如果A::f是一个非静态成员函数，那么它的类型是int () const，如果它是一个静态成员函数那么它的类型是int ()（没有隐含的const）。

Clang 3.1 并没有完全正确：它假设如果 constexpr 函数是成员函数，那么 constexpr 隐含地使其成为 const，这允许 #4 和 #5 工作，但会中断#6。 Clang 3.2 通过两次执行constexpr-implies-const 规则来解决这个问题：一次在重新声明匹配中（这样#5 被认为重新声明了#2 而不是#1，即使它还没有隐式地const )，并且一旦选择了先前的声明（将隐式 const 添加到#5）。

【讨论】：

【解决方案2】：

虽然标准没有明确提到是否允许 constexpr 静态成员函数的定义与其声明分开，但它在 7.1 下提供了 constexpr 构造函数的单独定义的以下示例。 5p1：

struct pixel {
  int x;
  int y;
  constexpr pixel(int); // OK: declaration
};
constexpr pixel::pixel(int a)
  : x(square(a)), y(square(a)) // OK: definition
  { }

所以很明显constexpr 函数可以有单独的声明和定义。同样在 7.1.5p1：

如果有任何声明函数或函数模板具有 constexpr 说明符，则其所有声明应包含 constexpr 说明符。

这意味着constexpr 函数可以有（多个）非定义声明。

【讨论】：

【解决方案3】：

我很确定 g++ 是正确的。事实上，这曾经是 g++ 中的 bug。我在标准中找不到明确说明您可以将静态 constexpr 声明与定义分开的地方，但如果您查看第 7.1.5 节讨论 constexpr 说明符 (summarized here)，它不会t 排除，一般表示允许。

【讨论】：