C++ 指针可以指向字符串文字的静态成员数组吗？

Question

在 Visual Studio 2017 中一切正常，但在 GCC (6.5.0) 中出现链接器错误。

这里有一些示例代码可以解决我的问题：

#include <iostream>

struct Foo{
    static constexpr const char* s[] = {"one","two","three"};
};

int main(){
    std::cout << Foo::s[0] << std::endl;  //this works in both compilers
    const char* const* str_ptr = nullptr;
    str_ptr = Foo::s;                     //LINKER ERROR in GCC; works in VS
    std::cout << str_ptr[1] << std::endl; //works in VS
    return 0;
}

在 GCC 中，我得到 undefined reference to 'Foo::s'。我需要Foo::s 的初始化以留在结构的声明中，这就是我使用constexpr 的原因。有没有办法动态引用Foo::s，即使用指针？

更多背景信息

我现在将解释为什么我想这样做。我正在开发嵌入式软件来控制设备的配置。该软件加载包含参数名称及其值的配置文件。正在配置的参数集在编译时确定，但需要模块化，以便随着设备的开发继续添加新参数和扩展它们。换句话说，它们的定义需要在代码库中的一个地方。

我的实际代码库有数千行，可以在 Visual Studio 中运行，但这里有一个简化的玩具示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

//A struct for an arbitrary parameter
struct Parameter {
    std::string paramName;
    int max_value;
    int value;
    const char* const* str_ptr = nullptr;
};

//Structure of parameters - MUST BE DEFINED IN ONE PLACE
struct Param_FavoriteIceCream {
    static constexpr const char* n = "FavoriteIceCream";
    enum { vanilla, chocolate, strawberry, NUM_MAX };
    static constexpr const char* s[] = { "vanilla","chocolate","strawberry" };
};
struct Param_FavoriteFruit {
    static constexpr const char* n = "FavoriteFruit";
    enum { apple, banana, grape, mango, peach, NUM_MAX };
    static constexpr const char* s[] = { "apple","banana","grape","mango","peach" };
};

int main() {
    //Set of parameters - determined at compile-time
    std::vector<Parameter> params;
    params.resize(2);

    //Configure these parameters objects - determined at compile-time
    params[0].paramName = Param_FavoriteIceCream::n;
    params[0].max_value = Param_FavoriteIceCream::NUM_MAX;
    params[0].str_ptr = Param_FavoriteIceCream::s; //!!!! LINKER ERROR IN GCC !!!!!!

    params[1].paramName = Param_FavoriteFruit::n;
    params[1].max_value = Param_FavoriteFruit::NUM_MAX;
    params[1].str_ptr = Param_FavoriteFruit::s; //!!!! LINKER ERROR IN GCC !!!!!!

    //Set values by parsing files - determined at run-time
    std::string param_string = "FavoriteFruit"; //this would be loaded from a file
    std::string param_value = "grape"; //this would be loaded from a file
    for (size_t i = 0; i < params.size(); i++) {
        for (size_t j = 0; j < params[i].max_value; j++) {
            if (params[i].paramName == param_string
            && params[i].str_ptr[j] == param_value) {
                params[i].value = j;
                break;
            }
        }
    }
    return 0;
}

如您所见，其中涉及枚举和字符串数组，它们需要匹配，因此出于维护目的，我需要将它们保存在同一个位置。此外，由于此代码已经编写好并将在 Windows 和 Linux 环境中使用，因此修复越小越好。我宁愿不必为了在 Linux 中编译而重写数千行代码。谢谢！

Answer 1

该程序在 C++17 中有效。该程序在 C++14 或更早的标准中无效。 GCC 6.5.0 的默认标准模式是 C++14。

要使程序符合 C++14，您必须定义静态成员（恰好在一个翻译单元中）。从 C++17 开始，constexpr 声明隐含地是一个内联变量定义，因此不需要单独定义。

解决方案 1：升级您的编译器并使用具有内联变量的 C++17 标准（或更高版本，如果您来自未来）。内联变量自 GCC 7 起已实现。

解决方案 2：在一个翻译单元中定义类定义之外的变量（初始化保留在声明中）。

Answer 2

看起来您没有使用 C++17，而在 C++17 之前，这是未定义的行为，我非常不喜欢这种行为。你对你的s没有定义，但你是ODR-using它，这意味着你需要有一个定义。

要定义它，你必须在 .cpp 文件中定义它。

在 C++17 中，这将是有效的代码。我对 MSVC 不熟悉，所以我不确定为什么它在那里可以正常工作 - 无论是它被编译为 C++17，还是因为它只是未定义行为的不同表现形式。

Answer 3

对于 C++98、C++11 和 C++14，您需要明确告诉编译器 Foo::s 的初始化所在的位置（见下文），然后就可以开始了。

struct Foo{
    static const char* s[];
};
const char* Foo::s[] = {"one","two","three"};

正如其中一个 cmets 中所解释的，您的初始化在 C++17 中是可以的。