对静态 const 整数类型的未定义引用答案

【问题标题】：Undefined reference to static const integral type对静态 const 整数类型的未定义引用
【发布时间】：2017-08-16 17:10:55
【问题描述】：

我对静态整数常量有一个奇怪的行为：

#include <iostream>
#include <inttypes.h>

class Test{
public:
 static const uint32_t Magic = 0x1123;
};

class DataStream{
public:
    template<typename T>
    DataStream& operator <<( const T& value )
    {
        std::cout << value << std::endl;
        return *this;
    }
};

int main()
{
    DataStream s;

    uint32_t a = Test::Magic;  // ok
    bool compare = ( a == Test::Magic ); // ok
    s << compare;
    s << a;
    s << Test::Magic;  // fail

    return 0;
}

我知道这样的常量应该在 .cpp 的类之外定义为

const uint32_t Test::Magic;

但奇怪的是，上面的代码在没有s << Test::Magic; 行的情况下工作正常，并且只有当Magic 直接与模板operator << 一起使用时才会产生错误。

更多错误undefined reference to 'Test::Magic' 出现在GCC 中，但没有出现在MSVC 中。

问题是为什么我应该在类之外定义Test::Magic（即使没有价值！！！），为什么我的代码在某些情况下即使没有这样的定义也能正常工作？

【问题讨论】：

在这里工作：ideone.com/xzky2g
@drescherjm 我也在 ideone 上试过，我could reproduce 出了问题（不过我使用 C++14 编译它..）。
对静态常量整数成员的引用通常会被编译器忽略（编译器知道编译时的值，所以它直接使用它）。不过，我忘记了 C++ 规范中允许/预期发生这种情况的位置。
我在wandbox.org/permlink/ULLcTpSdd4IbUnNH 和rextester.com/VCPDT93931 用一些不同的编译器尝试这段代码
嗯。不确定我在 ideone 中选择什么编译器。编辑：看起来像他们用于 c++14 的任何东西。

标签： c++

【解决方案1】：

作为一项规则，所有静态常量名称都应在 .cpp 文件中定义，如果它们是 ODR used。引用参数是ODR using 他们。但是，违反此规则是未定义行为，MSVC 不报告错误只是未定义行为的表现方式之一。

作为一个实际的考虑，当函数没有内联时，您可能会遇到错误，并且对于内联函数可能看不到它。我的猜测是，内联的工作方式与您用于这些编译器的优化级别不同。

【讨论】：

您能否进一步解释一下什么是 ODR？如果我需要将此代码作为仅标头库的一部分，我该怎么办？
实际上比这更糟......在旧版本的 MSVC 中，在一个翻译单元中定义静态 const 成员变量并从另一个翻译单元使用它会导致多定义链接器错误。见connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/933699/…
@Jeka，ODR 代表一个定义规则。这是一个参考：en.cppreference.com/w/cpp/language/definition

【解决方案2】：

§ 9.4.2 静态数据成员 [class.static.data]

如果非易失性 const 静态数据成员是整数或枚举类型，它在类定义中的声明可以指定一个大括号或相等初始化器 [...] 成员如果被 odr 使用，仍应在命名空间范围内定义 (3.2) 在程序和命名空间范围定义中不得包含一个初始化程序。

[ 注意：对于程序中 odr 使用 (3.2) 的静态数据成员，应有确切的定义； 无需诊断。 ——尾注]

【讨论】：