如何为 std::array 声明全局编译时常量?

How can I declare a global compile-time constant for std::array?

本文关键字：编译 常量 全局 array std 声明      更新时间：2023-10-16

>我正在尝试实现一个全局变量，该变量将被不同的文件使用，同时与std：：array一起使用，但是我收到以下编译器错误：

error: the value of ‘constants::HEIGHT’ is not usable in a constant expression
note: ‘constants::HEIGHT’ was not initialized with a constant expression

我的代码目前被拆分为以下文件：

主.cpp

#include <iostream>
#include "classA.h"
#include "globals.h"
namespace constants {
extern const int WIDTH = 800;
extern const int HEIGHT = 600;
}

int main()
{
ClassA classA;
printf("Hello World");
std::cout << constants::WIDTH << " " << constants::HEIGHT << std::endl;
return 0;
}

类A.h

#include <array>
#include "globals.h"
class ClassA {
public:
std::array<int, constants::HEIGHT> m_arrayFixedRGBA;
ClassA();
};

A类.cpp

#include "classA.h"
ClassA::ClassA() {
}

全局.h

#ifndef CONSTANTS_H
#define CONSTANTS_H
namespace constants {
extern const int WIDTH;
extern const int HEIGHT;
}
#endif

我知道通过删除extern，像这样声明globals.h值

#ifndef CONSTANTS_H
#define CONSTANTS_H
namespace constants {
const int WIDTH = 800;
const int HEIGHT = 600;
}
#endif

并删除main.cpp中的相关行，然后程序就可以编译了。

虽然这很简单(对于较小的程序来说很好)，但每次globals.h#included 到不同的代码文件中时，这些变量中的每一个都会复制到包含代码文件中。因此，如果globals.h被包含在 20 个不同的代码文件中，则每个变量都会重复 20 次。标头保护不会阻止这种情况的发生，因为它们只会防止标头多次包含在单个包含文件中，而不是一次包含在多个不同的代码文件中。这种变量的重复并不是什么大问题(因为常量不太可能很大)，但是更改单个常量值还需要重新编译包含常量标头的每个文件，这可能会导致大型项目的重建时间过长。

这种情况的解决方法是什么？

您可以将常量定义为static constexpr成员

// in some header file:
struct constants {
constexpr static int width  = 800;
constexpr static int height = 600;
};

并像使用它们一样使用

std::array<int, constants::height> arr;

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请注意，此方法仅声明这些编译时常量，但不定义任何变量。因此，多个定义混淆链接器没有问题(就像使用extern变量的实现一样)。

但是，在 C++17 之前，可能会出现相反的问题：如果 odr 使用这些常量，则会出现链接时错误，因为链接器找不到定义。例如，以下代码将失败

std::cout << constants::width << std::endl;

因为operator(std::ostream&, something const&)通过引用来获取要写入的对象。您可以通过在某处(在源文件中)提供定义或避免此类使用来避免这种情况，例如

std::cout << int(constants::width) << std::endl;
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