是一个可用作constexpr变量的空类，没有初始值设定项或显式默认构造函数

Is an empty class usable as a constexpr variable without an initializer or explicit default constructor?

本文关键字：默认 构造函数 一个 变量 constexpr      更新时间：2023-10-16

给定以下代码：

struct f {
};
int main(){
    constexpr f f1 ;
    //const f f1  ; // This also has the same issue
    //constexpr f f1 = {} ; //This works
}

clang和gcc在它是否有效的问题上存在分歧，clang提供了以下诊断（实时查看）：

error: default initialization of an object of const type 'const f' without a user-provided default constructor
constexpr f f1 ;
            ^
              {}

据我所知，f是一个文字类型，它是由隐式默认构造函数初始化的，这应该允许它被声明为constexpr。这里谁是正确的？

注意，如果我显式添加constexpr默认构造函数：，clang确实接受f1的声明

constexpr f() {} ;

答案是否改变为f不是一个聚合？

如果我们从草案C++14标准部分7.1.5[dcl.constexpr]开始，我们可以发现constexpr对象声明的要求是：

对象声明中使用的constexpr说明符将对象声明为const。此类对象应具有文字类型，并且应进行初始化。如果它是由构造函数调用初始化的，那么该调用应该是一个常量表达式（5.19）

那么f是文字类型吗？

3.9节[基本类型]说：

如果类型是：，则该类型为文字类型

并涵盖以下项目符号中的类别：

  • 具有以下所有属性的类类型（第9条）

    • 它有一个琐碎的析构函数
    • 它是聚合类型（8.5.1），或者至少有一个constexpr构造函数或构造函数模板不是复制或移动构造函数，以及
    • 它的所有非静态数据成员和基类都是非易失性文本类型

所以我们在第一颗和第三颗子弹上都还好。为了覆盖第二个项目符号，我们可以注意到f是聚合，但如果我们稍微修改示例，例如f看起来像这样：

struct f {
   private:
      int x = 0 ;
} ;

这在C++11或C++14中都不是一个集合，但问题仍然存在。然后我们需要证明它有一个constexpr构造函数。f有constexpr构造函数吗？

据我所知，12.1[class.ctor]部分表示同意：

[…]如果用户编写的默认构造函数满足constexpr构造函数的要求（7.1.5），隐式定义的默认构造函数是constexpr。[…]

但不幸的是，8.5节要求我们有一个用户提供的构造函数，其中写道：

如果程序调用常量限定类型T的对象的默认初始化，则T应为类类型具有用户提供的默认构造函数。

因此，clang在这里看起来是正确的，如果我们查看以下clang错误报告："错误：const类型'constZ'的对象的默认初始化需要用户提供的默认构造函数"，即使不需要构造函数。因此，由于缺陷报告253目前没有拟议的措辞，clang对此缺乏支持，并表示（强调我）：

8.5的第9段[dcl.init]说：

如果没有为对象指定初始值设定项，并且该对象属于（可能是cv限定的）非POD类类型（或其数组）对象应默认初始化如果对象属于const限定类型，基础类类型应具有用户声明的默认构造函数。否则，如果没有初始化项为对象指定，对象及其子对象（如果有）具有不确定的初始值；如果对象或其任何子对象是const限定类型，程序格式不正确。

如果常量POD对象没有非静态数据成员，该怎么办？对于这种情况，这种措辞需要一个空的初始值设定项

[…]

类似的注释适用于非POD常量对象，其所有非静态数据成员和基类子对象都具有默认构造函数。为什么这样一个对象的类需要有一个用户声明的默认构造函数？

缺陷报告仍然开放，但最后一条评论是：

如果隐式默认构造函数初始化所有子对象，则不需要初始化器。

还注意：

鉴于constexpr构造函数和非静态数据成员初始值设定项，应该再次提出此问题。

请注意，自从缺陷报告出现以来，在8.5部分中，对const限定类型的限制一直在移动。这是由于建议N2762：在C++11之前的琐碎问题。

尽管缺陷报告仍然是打开的，但考虑到constexpr的更改和非静态数据成员初始化程序，它似乎不再是必要的限制。特别是考虑到以下对constexpr构造函数的要求：

  • 应初始化每个非可变非静态数据成员和基类子对象（12.6.2）
相关文章：