为什么 constexpr 数据成员不是隐式静态的？

Question

如果你这样做：

constexpr int LEN = 100;

LEN 变量定义为const，无需键入const 关键字。
它还有static存储，无需输入static关键字。

另一方面，如果我们在class中做同样的事情：

struct A{
   constexpr static int SIZE = 100;
};

SIZE 仍然定义为const，无需输入 const 关键字，

但是SIZE 不是static 数据成员。
您需要明确输入static。否则会出现编译错误。

问题是：
需要显式输入static 的原因是什么？

Answer 1

static 在两种上下文中的含义不同：

• 对于LEN，static表示“仅在本编译单元中可用”，所以只有内部链接。这是一个storage specifier
• 对于A::SIZE，static 表示“它是一个类成员”，因此不绑定到特定实例

constexpr 在类上下文中可以引用实例或类成员或函数，因此编译器无法确定它是否为 static，ie 是否绑定到特定实例。这与const 说明符的推理相同。但是，你可以想象，拥有一个非静态的constexpr 成员是没有意义的，所以它是被禁止的。示例：

class A
{
     int a;
     constexpr A(int value): a(value) {}

     // constexpr bound to a specific instance
     constexpr int getDouble() const
     {     return a*2;    }

     // constexpr not bound to a specific instance
     static constexpr int getDouble(int b)
     {     return b*2;    }
}

constexpr 在全局上下文中是指将在编译时计算的东西（或者，对于函数，如果不可能在编译时计算，它将被内联），因此不需要外部链接，因此可以比较作为static 全局变量或函数的行为（仅可比较，因为通过编译时计算或内联，您也不需要内部链接）

constexpr int a = 5; // Will be replace everywhere by value

/* If b is constexpr, calcul are done at compile time and result will be used
* else double is inlined, so no need of linkage at all
*/
constexpr int getDouble(int b)  
{     return b * 2;     }

Answer 2

我认为您对 static 在全球范围内的含义感到困惑，您的问题是基于这种误解。

LEN 变量定义为 const，无需键入 const 关键字。

当然constexpr 暗示const，这不足为奇。

它还有static存储，无需输入static关键字。

注意全局变量总是有静态存储，因为它的生命周期是全局的。添加 static 关键字并不会改变这一点，它所做的是赋予它内部链接，这意味着它在当前翻译单元之外无法通过名称访问。

constexpr 和 const 在全局变量上的规则相同：命名空间范围的 const 变量隐含地具有内部链接（这是“静态”的众多含义之一）。

但是类范围的 const 变量没有内部链接，即使您将 static 添加到它。标记变量static 意味着在命名空间范围和类范围完全不同。将static 自动添加到标记为const 或constexpr 的类成员是没有意义的，因为这意味着与命名空间范围内的变量完全不同。

所以constexpr 暗示const（很明显），并且在命名空间范围内const 暗示内部链接。

在类作用域constexpr 仍隐含const，但这对成员变量是“类变量”还是“实例变量”没有任何影响。

Answer 3

constexpr 不应暗示static，因为有constexpr 没有static 是有道理的。考虑：

#include <iostream>

struct Dim
{
    constexpr Dim(int a,int b) : a(a), b(b) {}
    constexpr int Prod() const { return a*b; }
    int a,b;
};

int main()
{
    constexpr Dim sz(3,4);
    int arr[ sz.Prod() ];
    std::cout << sizeof(arr) << std::endl;
}

它也不应该在类定义之外暗示static 因为static 意味着“本地翻译单元”和constexpr 不需要。