理解静态 constexpr 成员变量

Question

我对 C++11 中的 static constexpr 成员变量有些困惑。

在 first.hpp 中

template<typename T>
struct cond_I
{ static constexpr T value = 0; }; 


// specialization 
template<typename T>
struct cond_I< std::complex<T> >
{ static constexpr std::complex<T> value = {0,1}; }; 

在 main() 函数中

cout << cond_I<double>::value << endl;            // this works fine
cout << cond_I< complex<double> >::value << endl; // linker error

但是，如果我将以下行添加到 first.hpp 一切正常。

template<typename T1> 
constexpr std::complex<T1> cond_I< std::complex<T1> >::value;

我的理解（我可能错了）是，cond_I< std::complex<double> >::value 需要一个定义，但在前一种情况下它只有声明。但是cond_I<double>::value 呢？为什么不需要定义？

再次，在另一个头文件second.hpp 中，我有：

在 second.hpp 中

// empty struct
template<typename T>
struct eps
{ };


// special cases
template<>
struct eps<double>
{
  static constexpr double value = 1.0e-12;
};

template<>
struct eps<float>
{
  static constexpr float value = 1.0e-6;
};

在这种情况下，以下代码可以在没有任何eps<>::value 定义的情况下完美运行。

在 main() 函数中

cout << eps<double>::value << endl;    //  works fine
cout << eps<float>::value << endl;     //  works fine

谁能解释一下static constexpr成员变量在这些场景中的不同行为？

gcc-5.2 和 clang-3.6 的这些行为也相同。

Answer 1

根据标准9.4.2/p3 静态数据成员[class.static.data]（Emphasis Mine）：

如果一个非易失性 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等式初始化器，其中每个作为赋值表达式的初始化器子句都是一个常量表达式 (5.20)。 可以在类定义中使用constexpr 说明符声明文字类型的静态数据成员；如果是这样，它的声明应指定一个大括号或等式初始化器，其中作为赋值表达式的每个初始化器子句都是一个常量表达式。 [注：在这两个 在这些情况下，成员可能出现在常量表达式中。 — 尾注] 如果该成员在程序中被 odr-used (3.2) 使用并且命名空间范围定义不应 包含一个初始化程序。

正如 M.M 之前在 cmets ostream::operator<<(ostream&, const complex<T>&) 中解释的那样，通过引用传递，因此值被认为是程序中使用的 odr。因此，正如上面的措辞所要求的，您必须提供一个定义。

现在您已经发现基本类型是按值传递的，这就是不需要定义的原因。