如果基 class 包含数组成员，则派生 class 的构造函数不能是 constexpr

Question

我想定义派生类型 (SBar) 的 constexpr 值，使用构造函数，其唯一参数是基 class (SFoo) 的变量，它仅用于初始化基。

当基础 class 没有数组成员时，这工作正常。但是，当我添加一个数组时，派生值不再是 constexpr。不过，基本 class 的简单副本确实会产生 constexpr 结果。

为了安全起见，我已明确默认所有复制和移动构造函数。

test.cpp

#define USE_ARRAY


struct SFoo
    {
        constexpr SFoo() =default;
        constexpr SFoo(SFoo const&) =default;
        constexpr SFoo(SFoo      &) =default;
        constexpr SFoo(SFoo     &&) =default;
        constexpr SFoo& operator = (SFoo const&) =default;
        constexpr SFoo& operator = (SFoo      &) =default;
        constexpr SFoo& operator = (SFoo     &&) =default;

#       ifdef USE_ARRAY
            constexpr SFoo(int const (&array)[1]) :
                M_array{array[0]}
                {}

            int M_array[1] = {0};
#       else
            constexpr SFoo(int value) :
                M_value{value}
                {}

            int M_value = 0;
#       endif
    };


struct SBar : SFoo
    {
        constexpr SBar() =default;
        constexpr SBar(SBar const&) =default;
        constexpr SBar(SBar      &) =default;
        constexpr SBar(SBar     &&) =default;
        constexpr SBar& operator = (SBar const&) =default;
        constexpr SBar& operator = (SBar      &) =default;
        constexpr SBar& operator = (SBar     &&) =default;

        constexpr SBar(SFoo foo) : SFoo(foo) {}
    };


// Instances:

#       ifdef USE_ARRAY
    constexpr int arg[1] = {3};
#       else
    constexpr int arg = 3;
#       endif

constexpr SFoo foo(arg); // base "value" constructor is constexpr.
constexpr SFoo foo2(foo); // base copy constructor is constexpr.
constexpr SBar bar(foo); // (line 54): this line fails.

编译

clang++ -std=c++1z -c -o test.o test.cpp

产量

test.cpp:54:16: error: constexpr variable 'bar' must be initialized by a constant expression
constexpr SBar bar(foo);
               ^~~~~~~~
1 error generated.

然而，如果我不定义 USE_ARRAY.

，一切正常

有人知道为什么会这样吗？

（我知道 std::array 可以提供帮助，但我宁愿使用本机数组并了解潜在的问题）。

Answer 1

所以对于 clang，看起来有一些修复。您可以更改：

constexpr SBar(SFoo foo) : SFoo(foo) {}

通过 const 引用获取 foo:

constexpr SBar(const SFoo &info) : SFoo(info) {}

另一个似乎有效的修复是在 sFoo 中注释掉以下复制构造函数：

//constexpr SFoo(SFoo      &) =default;

我没有立即在 C++1z 标准草案中看到使此更改有意义的语言。

另一方面，gcc 抱怨复制构造函数说隐式定义不会是 constexpr (see it live)，例如：

error: explicitly defaulted function 'constexpr SFoo& SFoo::operator=(const SFoo&)' cannot be declared as constexpr because the implicit declaration is not constexpr
    constexpr SFoo& operator = (SFoo const&) =default;
                    ^

根据我对 7.1.5 [dcl.constexpr] 和 5.20 [[ 的阅读，这对我来说并不明显=40=]].

据我对第 12.8p26 节的阅读所知，隐式定义的 copy/move 赋值应该是 constexpr。所以 gcc 在这里似乎不正确。

Answer 2

不是数组成员的问题。这是由于赋值运算符。如果您进行以下更改，代码将适用于 CLANG 和 GCC：

struct SFoo {
  constexpr SFoo() = default;
  constexpr SFoo(SFoo const&) = default;
  constexpr SFoo(SFoo&&) = default;
  constexpr SFoo(int const (&array)[1]) : M_array{array[0]} {}

  int M_array[1] = {0};
};

struct SBar : SFoo {
  constexpr SBar() = default;
  constexpr SBar(SBar const&) = default;
  constexpr SBar(SBar&&) = default;
  constexpr SBar(SFoo info) : SFoo(info) {}
};

Live Demo

如果您使用 std::array:

而不是经典数组，您之前的设置将起作用

struct SFoo {
  constexpr SFoo() = default;
  constexpr SFoo(SFoo const&) = default;
  constexpr SFoo(SFoo      &) = default;
  constexpr SFoo(SFoo     &&) = default;
  constexpr SFoo& operator = (SFoo const&) = default;
  constexpr SFoo& operator = (SFoo      &) = default;
  constexpr SFoo& operator = (SFoo     &&) = default;
  constexpr SFoo(std::array<int, 1> const &array) : M_array{array} {}

  std::array<int, 1> M_array = {};
};

Live Demo

不知道为什么。我还在寻找...

如果基 class 包含数组成员，则派生 class 的构造函数不能是 constexpr

constructor of derived class cannot be constexpr if base class contains array member

c++

arrays

inheritance

constexpr

c++17