`default` 构造函数在常量表达式中具有未初始化的成员

Question

以下最小示例因未初始化数组数据成员而被 Clang 和 GCC 拒绝：

class vector3
{
public:
    constexpr vector3() = default;
private:
    float m_data[3];
};

constexpr auto vec = vector3{};

这会产生相当直接的错误：

<source>:4:15: error: explicitly defaulted function 'constexpr vector3::vector3()' cannot be declared 'constexpr' because the implicit declaration is not 'constexpr':
    4 |     constexpr vector3() = default;
      |               ^~~~~~~
<source>:6:11: note: defaulted default constructor does not initialize 'float vector3::m_data [3]'
    6 |     float m_data[3];
      |           ^~~~~~

Live Example

上述代码的目标是确保vector3 可以通过值初始化（例如vector3{}）在常量表达式中使用，这将对子元素（m_data）进行零初始化。

错误是因为使用了constexpr关键字，解决方法就是去掉关键字，让default正确推断出这是否可以用在常量表达式中：

class vector3
{
public:
    vector3() = default;
private:
    float m_data[3];
};

constexpr auto vec = vector3{}; // now works?

奇怪的是，这实际上现在可以工作了 -- 并且仍然能够产生一个常量表达式，m_data 被零初始化，正如在 GCC 的程序集中可见（类似的存在于 Clang，但带有 XOR 指令）：

vec:
        .zero   12

Live Example

我的问题是：= default 怎么可能产生一个（有效的）constexpr 构造函数，而 constexpr ... = default 由于它对constexpr 无效而失败？ p>

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这个问题似乎会影响 C++20 之前的 C++ 版本（C++11 到 C++17）。这在 C++20 中是否有所改变？

Live Example

Answer 1

是的，确实在 C++20 中更改了规则，因此不再需要 constexpr 构造函数来初始化所有非静态成员和基类子对象。

在 C++20 之前，我们有一个有趣的情况，即您的构造函数不能声明为 constexpr，但 vector3 类型的对象仍然可以在常量表达式中使用，因为默认构造函数显式默认为它的第一个声明实际上在值初始化期间调用，除非它是非平凡的 (C++17 [dcl.init]/8.2)，因此禁止在常量内调用非constexpr 函数表达式未触发。这不是编译器错误；这只是语言的一个怪癖。