类类型的 constexpr 全局

Question

我的理解是 constexpr 类类型的全局变量几乎无法使用，因为

• 这样的对象必须在每个 TU 中定义，因为constexpr 不允许前向声明对象。

• 默认链接为static 将导致在内联函数中命名对象（ODR 使用与否）违反 ODR，因为各自的 inline 定义将具有不同的含义。

• 声明为extern constexpr，每个TU 有一个定义，如果对象是ODR 使用的，则会违反ODR 规则，当引用它时会发生这种情况。

  • 对隐式 this 参数进行引用，即使成员函数未使用它。
  • 如果您尝试通过引用传递对象，显然会发生这种情况。
  • 如果您尝试按值传递对象也会发生这种情况，这会隐式使用复制或移动构造函数，根据定义，该构造函数通过引用传递。
  • 如果一个对象被声明为extern constexpr，即使没有使用 ODR，GCC 和 Clang 都会抱怨 ODR 违规（多个定义）。

这一切都正确吗？有没有办法让 constexpr 全局类类型不包装在 inline 函数中？

Answer 1

全局 constexpr 变量可以使用一些宏魔术和众所周知的额外间接级别在头文件中安全地定义 ODR

#define PP_GLOBAL_CONSTEXPR_VARIABLE(type, var, value)                   \
namespace var##detail {                                                  \
template<class = void>                                                   \
struct wrapper                                                           \
{                                                                        \
     static constexpr type var = value;                                  \
};                                                                       \
template<class T>                                                        \
constexpr type wrapper<T>::var;                                          \
}                                                                        \
namespace {                                                              \
auto const& var = var##detail::wrapper<>::var;                           \
}

宏在未命名的命名空间内提供引用 到实现类模板中的对象实例。

标头内未命名命名空间中的每个对象都会生成 每个翻译单元中包含其标题的唯一实例。 此外，为了防止 ODR 违规，重要的是对象 在例如一个函数模板的多个实例化是相同的。

但是，对于引用，它们具有不同的身份并不重要； 只要它们在实现中引用相同的对象实例 类模板。

您可以将此宏包装在标头中，并将其安全地包含在许多 TU 中而不会出现问题。

有关详细信息，请参阅 Boost 邮件列表中的以下讨论： http://lists.boost.org/Archives/boost/2007/06/123380.php