静态模板化 constexpr 嵌套类成员

Question

我有以下示例类Foo 和嵌套类Bar，一切都是constexpr：

class Foo
{
private:
    template <typename T>
    struct Bar
    {
        constexpr Bar(){}
        constexpr int DoTheThing() const
        {
            return 1;
        }
    };
        
public:
    constexpr static auto b = Bar<int>{};
    constexpr Foo() {}
    constexpr int DoTheThing() const
    {
        return b.DoTheThing();
    }
};

而且我想测试调用Foo::DoTheThing 返回1：

int main()
{
   constexpr Foo f;
   static_assert(f.DoTheThing() == 1, "DoTheThing() should return 1");
}

GCC 和 Clang 都在这里抱怨，但 MSVC 没有

GCC 说：

错误：constexpr Foo::Bar<T>::Bar() [with T = int] 在其定义之前使用

constexpr static auto b = Bar<int>{};

还有Clang：

错误：constexpr 变量b 必须由常量表达式初始化

constexpr static auto b = Bar<int>{};

我无法判断标准是否不允许这样做，但我的猜测是 b 不知何故是一个不完整的类型。

让事情变得更有趣的是，如果我删除 constexpr，或者如果我将 Bar 的定义移到 Foo 之外，我可以让 GCC 和 Clang 正常运行。

哪些编译器是正确的？

请注意，此问题的灵感来自以下内容：

• Simple constexpr LookUpTable in C++14（我的问题是这个未回答问题的一部分）
• Nested struct breaks constexpr despite being identical to global ones（这似乎提供了一些关于正在发生的事情的见解）

Answer 1

来自 n4140

§ 9.2.2 [class.mem]（强调我的）

一个类被认为是一个完全定义的对象类型（3.9）（或 完整类型）在类说明符的结束}。内 class member-specification，该类被认为是完整的 函数体、默认参数、使用声明 继承构造函数 (12.9)、exception-specifications 和 brace-or-equal-initializers 用于非静态数据成员（包括 嵌套类中的此类内容）。 否则视为不完整 在它自己的类中成员规范。

Clang 和 GCC 是正确的。当您声明 static constexpr 成员时，该类不被认为是完整的，因此您无法构造它。这就是为什么将 Bar 的定义移出或删除 static constexpr 的原因（因为在定义非静态成员时它被认为是完整的）

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澄清一下，特别是考虑到这个问题：Static constexpr member of an inner class

我上面引用的标准语言基本上意味着除非另有说明一个类在其自身内部被认为是不完整的^*。 static、constexpr 或 static constexpr 初始化器不属于 otherwise specified 部分，因此我们不能使用在类中声明的 anything，这包括嵌套类类型。

^{*意味着你不能在类声明中使用它或它的成员。最著名的例外是在成员函数中。}