constexpr结构成员初始化

Question

此代码编译：

struct Info
{
    constexpr Info(bool val) : counted(false), value(unsigned(val)) {}
    constexpr Info(unsigned val) : counted(true), value(val) {}

    bool counted;
    unsigned value;
};

constexpr const auto data = std::array{
    Info{true}, Info{42u}
};

struct Foo
{
    constexpr static inline const auto data = std::array{
        Info{true}, Info{42u}
    };
};

此代码不会：

struct Foo
{
    struct Info
    {
        constexpr Info(bool val) : counted(false), value(unsigned(val)) {}
        constexpr Info(unsigned val) : counted(true), value(val) {}

        bool counted;
        unsigned value;
    };

    constexpr static inline const auto data = std::array{
        Info{true}, Info{42u}
    };
};

报告的错误（在MSVC，gcc和clang中）表明他们认为Info构造函数未定义或不是constexpr，例如。来自clang：

prog.cc:21:5: note: undefined constructor 'Info' cannot be used in a constant expression
    Info{true}, Info{42u}
    ^

为什么？

（可能与this question相关，但Info应该在使用时完整;只有Foo仍然不完整。）

Answer 1

gcc-8的错误消息可以说更清楚：

   constexpr Foo::Info::Info(bool)’ called in a constant expression before 
   its definition is complete

似乎错误是根据[expr.const]§2产生的：

表达式e是核心常量表达式，除非根据抽象机器（4.6）的规则评估e将评估以下表达式之一：

...

（2.3） - 调用未定义的constexpr函数或未定义的constexpr构造函数;

为什么这个定义之后的电话明显是未定义的？

问题是，成员函数定义被延迟到最外层封闭类的右括号（因为它们可以看到封闭类的成员）。考虑这个类定义：

constexpr int one = 1;

struct Foo
{
    struct Bar
    {
        static constexpr int get_one() { return one; }
    };

    static constexpr int two = Bar::get_one() + 1;
    static constexpr int one = 42;
};

假设这应该有效，那么实现如何处理这个定义呢？

one里面的Bar::get_one指的是Foo::one，而不是::one，因此必须在看到该成员之后进行处理。它用于two的定义，它是constexpr，因此必须在该成员的初始化之前进行处理。所以为了这个工作，总体顺序必须是one，然后是get_one，然后是two。

但是C ++实现不能这样工作。他们不做任何复杂的依赖性分析。它们按照被看到的顺序处理声明和定义，[class.mem]§2中列出了一些例外。

我似乎无法在标准中明确提到constexpr成员函数在最完整的封闭类完成之前被认为是未定义的，但这是唯一合乎逻辑的可能性。它不能以任何其他方式工作。