使用声明并初始化但未定义的变量是否是未定义行为？

Question

在 C++ 中，您可以在

C

中声明一个类

c.h

，其中包含

static const int var = 3;

的声明和初始化。

class C {
public:
...
    static const int var = 3
...
};

除非您使该变量内联，或在您的

c.cpp

，

中显式定义它

...
const int C::var;
...

它是未定义的。

• 所以，甚至在与内存地址无关的事物中使用

  var

  ，例如 for 循环中的计数器未定义行为？
• 编译器如何使用未定义变量的值？做 预处理器宏替换它的值？
• 除了类中的 static int 变量的这种情况 声明，是否还有其他情况可以让您 已声明并初始化但未定义的变量？
• 这在 C 编程语言中会发生吗？

我知道必须有某种机制来实现这项工作，因为我见过使用未定义的静态 const 变量的 C++ 代码。但我希望引用该标准。

Answer 1

C 编程语言中会发生这种情况吗？

在 C 中，如果您在头文件中定义变量

static int var = 3;

，则包含此头文件的每个 C 源文件都将拥有自己的本地副本（如果定义了

var

）。不存在声明并初始化但未定义的变量。

请注意，如果配置为生成有用的警告，编译器将报告未使用的

static

变量，因此您应该收到多个警告，除非您在每个源文件中都使用

var

。

Global

const

定义在 C 和 C++ 中的语义略有不同，但这是一个不同的问题。

Answer 2

Per [class.static.data]/4 句子 1 仅当

var

具有

const

限定的整型或枚举类型并且由以下方式初始化时，才允许将静态数据成员的此构造作为一般规则的例外：常量表达式。

每 [class.static.data]/4 句子 2 需要

var

的定义，当且仅当

var

是 odr-used。否则该程序是 IFNDR（格式错误，无需诊断）。

通常，如果变量在潜在求值表达式中命名，则该变量始终是 odr-used。

但是，因为

var

是

const

整型或枚举类型，并使用常量表达式初始化，所以它可以在常量表达式中使用（并且不能有可变子对象），因此 [basic.def 中的异常即使 var

 在潜在评估的表达式中被命名，.odr]/4.2

也可能适用。如果您在表达式中对

var

所做的只是立即读取其值（左值到右值转换），而不是例如，则此异常本质上适用。形成指向它的指针/引用。因为变量是用常量表达式初始化的，所以编译器可以将变量的使用替换为给

var

的编译时常量值。

在 [basic.def.odr]/4.3 中还有另一个小例外，即变量基本上立即被命名为丢弃值表达式，例如当写

var;

作为陈述时。在这种情况下，编译器不需要

var

的值和地址。

这些都与预处理器无关，预处理器甚至在解析实际 C++ 代码之前就专门工作。

我认为这是唯一的例外，您可以对变量进行初始化声明，但同时又不能对其进行定义。它仅因历史原因而存在，因为之前

constexpr

和

inline

可用于变量以使静态数据成员的值可在常量表达式中使用。