对静态constexpr char []的未定义引用

我想static const char在班上有一个数组。GCC抱怨并告诉我应该使用constexpr，尽管现在它告诉我这是未定义的参考。如果我将数组设为非成员，则它将进行编译。到底是怎么回事？

// .hpp
struct foo {
  void bar();
  static constexpr char baz[] = "quz";
};

// .cpp
void foo::bar() {
  std::string str(baz); // undefined reference to baz
}

添加到您的cpp文件：

constexpr char foo::baz[];

原因：您必须提供静态成员的定义以及声明。声明和初始化程序放在类定义中，但成员定义必须分开。

C ++ 17引入了内联变量

C ++ 17解决了此问题，该问题适用于constexpr static需要使用脱机定义的成员变量（如果使用过时）。有关C ++ 17之前的详细信息，请参见此答案的后半部分。

提案P0386内联变量引入了将说明inline符应用于变量的功能。特别是这种情况constexpr意味着inline静态成员变量。提案说：

内联说明符可以应用于变量以及函数。内联声明的变量与内联声明的函数具有相同的语义：可以在多个翻译单元中相同地对其进行定义，必须在每个使用该翻译单元的翻译单元中对其进行定义，并且程序的行为就像只有一个变量。

并修改了[basic.def] p2：

声明是一个定义，除非
...

• 它在类定义之外声明了一个静态数据成员，并且该变量是使用constexpr说明符在类内定义的（不建议使用此用法；请参见[depr.static_constexpr]），

...

并添加[depr.static_constexpr]：

为了与以前的C ++国际标准兼容，可以在没有初始化程序的类外部冗余地声明constexpr静态数据成员。不建议使用此用法。[示例：

struct A {
  static constexpr int n = 5;  // definition (declaration in C++ 2014)
};

constexpr int A::n;  // redundant declaration (definition in C++ 2014)

 —结束示例]

C ++ 14及更早版本

在C ++ 03中，只允许我们为const积分或const枚举类型提供类内初始化程序，而在C ++ 11中，使用constexpr它扩展为文字类型。

在C ++ 11中，constexpr如果未使用odr-used，则不需要为静态成员提供名称空间作用域定义，我们可以从C ++ 11标准草案9.4.2 [class.static.data]中看到这一点，即（重点是我的前进）：

可以使用constexpr说明符在类定义中声明文字类型的静态数据成员；如果是这样，则其声明应指定大括号或相等的初始化程序，其中每个作为赋值表达式的初始化程序子句都是一个常量表达式。[注意：在这两种情况下，成员都可能出现在常量表达式中。— [end note] 如果在程序中使用了成员（3.2），则该成员仍应在命名空间范围中定义，并且命名空间范围定义不应包含初始化程序。

因此，问题就变成了这里baz 的用法：

std::string str(baz); 

答案是肯定的，因此我们也需要命名空间范围定义。

那么我们如何确定变量是否被使用呢？3.2 [basic.def.odr]节中原始的C ++ 11措辞说：

除非表达式是未评估的操作数（第5条）或其子表达式，否则可能会对其进行评估。除非 其对象满足在常量表达式（5.19）中出现的要求并且立即应用左值到右值转换（4.1），否则将使用名称显示为可能评估的表达式的变量。

baz确实会产生一个常数表达式，但是由于是数组，因此不适用于左值到右值转换baz。4.1 [conv.lval]部分对此进行了介绍：

非函数，非数组类型T的glvalue（3.10）可以转换为prvalue.53 [...]

在数组到指针转换中应用了什么。

由于缺陷报告712，[basic.def.odr]的此措词已更改，因为此措词未涵盖某些情况，但这些更改不会更改此案例的结果。

这确实是C ++ 11中的缺陷-正如其他人所解释的那样，在C ++ 11中，静态constexpr成员变量与其他所有constexpr全局变量不同，它具有外部链接，因此必须在某个地方明确定义。

还要注意的是，在使用优化进行编译时，您实际上常常可以在没有定义的情况下使用静态constexpr成员变量，而无需定义，因为它们最终可能在所有用途中都内联，但是如果您在不进行优化的情况下进行编译，则您的程序通常将无法链接。这使它成为一个非常常见的隐藏陷阱-您的程序可以通过优化编译良好，但是一旦关闭优化（可能是用于调试），它就无法链接。

不过，好消息是-此缺陷已在C ++ 17中修复！但是，该方法有些复杂：在C ++ 17中，静态constexpr成员变量隐式内联。将内联应用于变量是C ++ 17中的一个新概念，但这实际上意味着它们在任何地方都不需要显式定义。

将其更改char[]为不是更优雅的解决方案：

static constexpr char * baz = "quz";

这样，我们可以在1行代码中包含定义/声明/初始化器。

对于静态成员的外部链接，我的解决方法是使用constexpr引用成员getter（不会遇到@gnzlbg作为对@deddebme答案的评论而引发的问题）。
这个习惯用法对我来说很重要，因为我讨厌项目中有多个.cpp文件，并尝试将数量限制为一个，除了#includes和一个main()函数外，其他都没有。

// foo.hpp
struct foo {
  static constexpr auto& baz() { return "quz"; }
};

// some.cpp

  auto sz = sizeof(foo::baz()); // sz == 4

  auto& foo_baz = foo::baz();  // note auto& not auto
  auto sz2 =  sizeof(foo_baz);    // 4
  auto name = typeid(foo_baz).name();  // something like 'char const[4]'

在我的环境中，gcc vesion是5.4.0。添加“ -O2”可以解决此编译错误。似乎gcc可以在请求优化时处理这种情况。