未定义对静态const int的引用

我今天遇到了一个有趣的问题。考虑以下简单示例：

template <typename T>
void foo(const T & a) { /* code */ }

// This would also fail
// void foo(const int & a) { /* code */ }

class Bar
{
public:
   static const int kConst = 1;
   void func()
   {
      foo(kConst);           // This is the important line
   }
};

int main()
{
   Bar b;
   b.func();
}

编译时出现错误：

Undefined reference to 'Bar::kConst'

现在，我非常确定这是因为static const int没有在任何地方定义，这是有意的，因为根据我的理解，编译器应该能够在编译时进行替换，而无需定义。但是，由于函数带有const int &参数，因此似乎没有进行替换，而是选择了引用。我可以通过以下更改来解决此问题：

foo(static_cast<int>(kConst));

我认为这现在迫使编译器创建一个临时int，然后传递对该引用的引用，它可以在编译时成功完成。

我想知道这是否是故意的，还是我对gcc期望太多，无法处理此案？还是出于某种原因我不应该这样做？

这是有意的，9.4.2 / 4说：

如果静态数据成员是const整数或const枚举类型，则其在类定义中的声明可以指定一个常量初始化器，该初始化器应为整数常量表达式（5.19）。在这种情况下，该成员可以出现在整数常量表达式中。如果程序中使用了该成员，则该成员仍应在命名空间范围内定义

当通过const引用传递静态数据成员时，可以“使用” 3.2 / 2：

表达式可能会被求值，除非它出现在需要整数常量表达式的位置（请参阅5.19），是sizeof运算符（5.3.3）的操作数或typeid运算符的操作数且该表达式未指定的左值多态类类型（5.2.8）。如果对象或非重载函数的名称出现在可能求值的表达式中，则使用该函数。

因此，实际上，当您也按值或在值中传递它时，便“使用”它static_cast。只是GCC在一种情况下让您摆脱了困境，而在另一种情况下却没有。

[编辑：gcc正在应用C ++ 0x草案中的规则：“除非其对象满足以常数形式出现的要求，否则将使用其名称显示为可能评估的表达式的变量或非重载函数。表达式（5.19）和左值到右值转换（4.1）立即应用。”。静态强制类型转换立即执行左值-右值转换，因此在C ++ 0x中不“使用”。]

const引用的实际问题在于，foo它有权获取其自变量的地址，并将其与例如存储在全局变量中的另一个调用的自变量的地址进行比较。由于静态数据成员是唯一的对象，因此这意味着，如果您foo(kConst)从两个不同的TU进行调用，则传递的对象的地址在每种情况下必须相同。除非在一个（只有一个）TU中定义了对象，否则AFAIK GCC不能安排该操作。

好的，因此在这种情况下foo是模板，因此该定义在所有TU中都可见，因此也许编译器理论上可以排除使用该地址执行任何操作的风险。但总的来说，您当然不应该使用不存在的对象的地址或引用；-)

如果您要在类声明中使用初始化程序编写静态const变量，就好像您已经编写了

class Bar
{
      enum { kConst = 1 };
}

而海湾合作委员会将以同样的方式对待它，这意味着它没有地址。

正确的代码应该是

class Bar
{
      static const int kConst;
}
const int Bar::kConst = 1;

这是一个非常有效的案例。特别是因为foo可能是STL中的函数，如std :: count，它将const T＆作为其第三个参数。

我花了很多时间试图理解链接器为什么在这样的基本代码上有问题。

错误讯息

未定义对“ Bar :: kConst”的引用

告诉我们链接器找不到符号。

$nm -C main.o
0000000000000000 T main
0000000000000000 W void foo<int>(int const&)
0000000000000000 W Bar::func()
0000000000000000 U Bar::kConst

从“ U”中我们可以看到Bar :: kConst是未定义的。因此，当链接器尝试执行其工作时，它必须找到该符号。但是，您仅声明kConst而不定义它。

C ++中的解决方案还定义如下：

template <typename T>
void foo(const T & a) { /* code */ }

class Bar
{
public:
   static const int kConst = 1;
   void func()
   {
      foo(kConst);           // This is the important line
   }
};

const int Bar::kConst;       // Definition <--FIX

int main()
{
   Bar b;
   b.func();
}

然后，您可以看到编译器会将定义放入生成的目标文件中：

$nm -C main.o
0000000000000000 T main
0000000000000000 W void foo<int>(int const&)
0000000000000000 W Bar::func()
0000000000000000 R Bar::kConst

现在，您可以看到“ R”字样，它是在数据部分中定义的。

g ++版本4.3.4接受此代码（请参阅此链接）。但是g ++版本4.4.0拒绝了它。

我认为C ++的这种伪像意味着Bar::kConst在引用的任何时间都将使用其字面值。

这意味着在实践中没有可参考的变量。

您可能需要这样做：

void func()
{
  int k = kConst;
  foo(k);
}

您也可以用constexpr成员函数替换它：

class Bar
{
  static constexpr int kConst() { return 1; };
};

简单窍门：+在kConst传递函数之前使用。这将防止从该常量中获取该常量的引用，这样，代码将不会生成指向该常量对象的链接器请求，但它将继续使用编译时常量值。

我遇到了与Cloderic（三元运算符中的静态const ：）相同的问题r = s ? kConst1 : kConst2，但仅在关闭编译器优化（-O0而不是-Os）后才抱怨。发生在gcc-none-eabi 4.8.5上。