对静态 constexpr 字符串的未定义引用(除非它是一个指针)

Undefined reference to static constexpr string (except if it's a pointer)

本文关键字：指针 一个 constexpr 静态 字符串 引用 未定义      更新时间：2023-10-16

这项工作：

template<typename T> struct Something
{ static constexpr const char* str = "int"; };
int main()
{ std::cout << Something<int>::str << std::endl; }

但它没有：

template<typename T> struct Something
{ static constexpr const char str[] = "int"; };
int main()
{ std::cout << Something<int>::str << std::endl; }

gcc-4.8说："对Something<int>::str的未定义引用"。

定义类外部的静态成员可以解决此错误：

template<typename T>
constexpr const char Something<T>::name[];

为什么它不是指针而需要数组？毕竟，两人都是static constexpr成员。

如果对象

或函数是odr使用的，则必须定义它。在某些情况下，对象和函数不是 odr 使用的，在这些情况下，您不必定义它们。无论静态类成员的声明是否具有初始值设定项，它仍然不是一个定义。在所有情况下，规则是，如果使用静态成员，则需要在封闭命名空间范围内进行类外定义。

直觉是"odr-used"意味着"链接器需要它的地址"。如果一个constexpr变量只以需要其值的方式使用---而不是它的地址---那么它可以避免被 odr 使用。在这种情况下，编译器只是内联其值，不需要定义它，因为链接器不需要它的地址。const char* Something<int>::str是这样，但不是const char Something<int>::str[]。

"但他们是一样的！"，你喊道。并非如此。因为当str是const char*时，它的值是字符串文字"int"的地址。需要字符串文本的地址，但不需要str本身的地址。前者是str的值，它满足不被odr使用的要求;编译器可以内联它。但是当str是一个const char[]时，它的值是字符串文字"int"本身。当你尝试使用 istream::operator<< 输出它时，它被隐式转换为const char*。但是const char*的值是字符串文字的地址，即Something<int>::str的地址。因此，在这种情况下，Something<int>::str是使用 odr;它的地址是必需的。

标准中有逻辑可用于精确确定变量何时被 odr 使用（[basic.def.odr]）。但我不会引用它，因为它是整个标准中最令人困惑的部分。我会说，在你有const char* Something<int>::str的情况下，立即应用左值到右值的转换，这是它不被 odr 使用的条件之一;在你const char Something<int>::str[]的情况下，数组到指针的转换会立即应用，这不满足条件。

N3485， §3.2 [basic.def.odr]/3 说：

名称显示为潜在计算表达式的变量 x EX 是 ODR 使用的，除非 X 是满足要求的对象 用于出现在常量表达式 （5.19） 中，ex 是 表达式 E 的潜在结果集，其中 左值到右值转换 （4.1） 应用于 e，或 e 是 丢弃值表达式（第 5 条）。

对于数组，它必须进行数组到指针的转换，以适合operator<<的重载集。这在上面的文本中没有列出，因此数组str是 odr 使用的。

§9.4.2 [class.static.data]/3 说（强调我的）：

可以在类中声明文本类型的静态数据成员 使用constexpr说明符进行定义;如果是这样，其声明应 指定一个大括号或等于初始值设定项，其中每个初始值设定项子句 即赋值表达式是一个常量表达式。[ 注：在 在这两种情况下，成员都可能出现在常量表达式中。— 完 注意 ] 如果成员是 ODR 在程序中使用的 （3.2） 和命名空间范围定义应 不包含初始值设定项。

由于数组str是 odr 使用的，因此必须在类外部定义它。指针str不是 odr 使用的，因此不必使用。

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