使用 std::max 会导致链接错误？

Question

考虑一个在头文件中定义的库

struct Proj {
    struct Depth {
        static constexpr unsigned Width = 10u;
        static constexpr unsigned Height = 10u;
    };
    struct Video {
        static constexpr unsigned Width = 10u;
        static constexpr unsigned Height = 10u;
    };
};

该库已编译，我现在正在开发一个链接到该库的应用程序。我想了很长时间，这是某种可见性问题，但即使在到处添加B_EXPORT（CMake 中的标准可见性东西）没有任何变化后，我终于找到了问题。

template <class Projection>
struct SomeApplication {
    SomeApplication() {
        unsigned height = std::max(// or std::max<unsigned>
            Projection::Depth::Height,
            Projection::Video::Height
         );
    }
};

我什至无法使用小型虚拟库/示例应用程序重现该问题。但是在应用程序中使用std::max会导致链接错误，而如果我只是自己做的话

unsigned height = Projection::Depth::Height;
if (height < Projection::Video::Height)
    height = Projection::Video::Height;

一切顺利。 AKA 仅使用 Projection::XXX 的可见性似乎没有任何具体问题。

对可能导致这种情况的任何想法？这是在 OSX 上，所以this doesn't even apply。

Answer 1

问题在于Width 和Height 是声明的，而不是在您的structs 中定义。实际上，这意味着没有为它们分配存储空间。

现在回忆std::max的签名：

template<typename T>
const T& max(const T&, const T&);

注意引用：这意味着要获取参数的地址。但是，由于 Width 和 Height 仅被声明，它们没有任何存储空间！因此链接器错误。

现在让我们考虑您的其余问题。

您手写的max 有效，因为您从不使用任何指针或变量引用。

您可能无法在玩具示例中重现这一点，因为特别取决于优化级别，足够智能的编译器可能会在编译时评估 max 并省去在运行时获取地址的麻烦。例如，比较 gcc 7.2 的 no optimization 与 -O2 的 disasm：评估确实是在编译时完成的！

至于修复，这取决于。您有多种选择，仅举几例：

1. 使用 constexpr getter 函数代替变量。在这种情况下，它们返回的值将更像临时对象，允许获取地址（编译器肯定会优化它）。这是我一般建议的方法。
2. 使用命名空间而不是结构。在这种情况下，除了声明变量之外，还将定义变量。需要注意的是，如果在多个翻译单元中使用它们，您可能会遇到重复的符号错误。解决此问题的方法仅是 C++17 内联变量。
3. ...说起来，C++17 也改变了 constexpr 静态成员变量的规则（默认变为内联），所以只要切换到这个标准就不会出现这个错误。