在类模板中正确初始化静态 constexpr 数组？

Question

由于标准的措辞，C++ 中的静态类成员给我带来了一些困惑：

9.4.2 静态数据成员 [class.static.data]

静态数据成员在其类定义中的声明不是定义...

但是，constexpr 需要在其声明（例如，在类定义中）进行初始化（AFAIK，无法从标准中找到引用）。

由于对 constexpr 的限制，我实际上忘记了在类之外定义静态成员的必要性，直到我尝试访问静态 constexpr 数组。 This related question 提供了定义数组成员的正确方法，但我对类模板中此定义的含义感兴趣。

这就是我最终的结果：

template<typename T>
class MyClass
{
private:
  static constexpr std::size_t _lut[256] = { /* ... */ };
  T _data;

public:
  static constexpr std::size_t GetValue(std::size_t n) noexcept
  {
    return _lut[n & 255];
  }

  // ...
};

template<typename T>
constexpr std::size_t MyClass<T>::_lut[256];

这是正确的语法吗？ 特别是在定义中使用模板感觉很尴尬，但 GCC 似乎正确地链接了所有内容。

作为后续问题，是否应该类似地定义非数组静态 constexpr 成员（在类外使用模板定义）？

Answer 1

如果它可以帮助任何人，以下对我使用 constexpr 的 GCC 4.7 有用：

template<class T> class X {
  constexpr static int s = 0;
};
template<class T> constexpr int X<T>::s; // link error if this line is omitted

我没有声称这是否“正确”。我会把它留给那些更有资格的人。

Answer 2

我认为你想要 9.4.2p3：

如果非易失性const static 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brace-or-equal-initializer，其中每个初始化器-clause 是一个 assignment-expression 是一个常量表达式 (5.19)。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 brace-or-equal-initializer，其中作为 assignment-expression 的每个 initializer-clause 都是一个常量表达式。 [...] 如果该成员在程序中被 odr-used (3.2) 并且命名空间范围定义不应包含 initializer，则该成员仍应在命名空间范围内定义。

template 静态数据成员的定义是 template-declaration (14p1)。 14.5.1.3p1中给出的例子是：

template<class T> class X {
  static T s;
};
template<class T> T X<T>::s = 0;

但是，如上所述，constexpr static 或 const static 成员的类内声明指定了 initializer 不应在其命名空间范围定义中具有 initializer，因此语法变为：

template<class T> class X {
  const static T s = 0;
};
template<class T> T X<T>::s;

与非数组（即整数或枚举）静态 constexpr 数据成员的区别在于它在左值到右值转换中的使用不是 odr-use；如果获取它的地址或形成对它的 const 引用，您只需要定义它。