模板化的 constexpr 变量

如何解决模板化的 constexpr 变量

我想确认这段代码是合法的（还是不合法的？）C++17。

#include <iostream>

template<int N> inline constexpr float MyConst;

template<> inline constexpr float MyConst<1> = 1.1f;
template<> inline constexpr float MyConst<2> = 2.2f;

int main ()
{
    std::cout << MyConst<1> << '\n';

    return 0;
}

如果由 g++ 和 MSVC 编译，我不会出错（并得到正确的输出），

但是Intel 和clang 报错：

test.cpp(3): error: missing initializer for constexpr variable
  template<int N> inline constexpr float MyConst;
                         ^

使用 -std=c++17（MSVC 的 /std:c++17）编译。

在 Godbolt 和我的本地机器上尝试过最新的编译器。

解决方法

constexpr 变量必须立即初始化。因此 MyConst 的模板需要初始化程序/定义。 GCC 在第一次出现时不需要定义，这违反了规范。如果您使用变量的非特殊形式，例如MyConst<3> you will get a similar error from GCC：

<source>: In instantiation of 'constexpr const float MyConst<3>':
<source>:10:18:   required from here
<source>:3:40: error: uninitialized 'const MyConst<3>' [-fpermissive]
    3 | template<int N> inline constexpr float MyConst;
      |                                        ^~~~~~~
ASM generation compiler returned: 1
<source>: In instantiation of 'constexpr const float MyConst<3>':
<source>:10:18:   required from here
<source>:3:40: error: uninitialized 'const MyConst<3>' [-fpermissive]
    3 | template<int N> inline constexpr float MyConst;
      |                            

这可以通过为 MyConst 提供初始定义来解决，例如

// Use a "sensible default"
template<int N> inline constexpr float MyConst(0.0f);

// Provide a more general definition
template<int N> inline constexpr float MyConst = N*1.1f;

有关标准的相关部分，请参阅dcl.constexpr paragraph 1。

constexpr 说明符应仅应用于变量或变量模板的定义或函数或函数模板的声明。 consteval 说明符应仅应用于函数或函数模板的声明。使用 constexpr 或 consteval 说明符声明的函数或静态数据成员隐式是内联函数或变量。如果函数或函数模板的任何声明具有 constexpr 或 consteval 说明符，则其所有声明都应包含相同的说明符。

,

问题是需要初始化 constexpr。

C++14 标准，来自第 7.5.1 节第 9 段，

在对象声明中使用的 constexpr 说明符声明 对象作为常量。这样的对象应具有文字类型，并且应为 已初始化。

那么：

#include <iostream>

template<int N> inline constexpr float MyConst = 0.0f;

template<> inline constexpr float MyConst<1> = 1.1f;
template<> inline constexpr float MyConst<2> = 2.2f;

int main ()
{
    std::cout << MyConst<1> << '\n';

    return 0;
}

适用于 g++ 和 clang。

,

这是DR 1712。

一方面，必须初始化 constexpr 变量，另一方面 template 在实例化之前不是“事物”，因此在此之前不一定需要初始值。

遗憾的是，该标准目前并未免除 constexpr 变量模板具有初始值的要求。所以从技术上讲，代码格式错误。

相应的 GCC 问题是 #68012，询问是否需要诊断。