constexpr结构成员初始化

Question

此代码编译：

struct Info
{
    constexpr Info(bool val) : counted(false), value(unsigned(val)) {}
    constexpr Info(unsigned val) : counted(true), value(val) {}

    bool counted;
    unsigned value;
};

constexpr const auto data = std::array{
    Info{true}, Info{42u}
};

struct Foo
{
    constexpr static inline const auto data = std::array{
        Info{true}, Info{42u}
    };
};

该代码不:

struct Foo
{
    struct Info
    {
        constexpr Info(bool val) : counted(false), value(unsigned(val)) {}
        constexpr Info(unsigned val) : counted(true), value(val) {}

        bool counted;
        unsigned value;
    };

    constexpr static inline const auto data = std::array{
        Info{true}, Info{42u}
    };
};

报告的错误（在 MSVC、gcc 和 clang 中）表明他们认为 Info 构造函数未定义或不是 constexpr，例如。从叮叮当当：

prog.cc:21:5: note: undefined constructor 'Info' cannot be used in a constant expression
    Info{true}, Info{42u}
    ^

为什么？

（可能与这个问题有关，但信息在使用时应该是完整的;只有Foo仍然不完整。

Answer 1

gcc-8 的错误html" target="_blank">消息可以说更清晰：

   constexpr Foo::Info::Info(bool)’ called in a constant expression before 
   its definition is complete

该错误似乎是根据[expr.const] 2产生的:

表达式e是一个核心常量表达式，除非e的求值（遵循抽象机（4.6）的规则）将求值以下表达式之一：

…

(2.3)-调用未定义的constexpr函数或未定义的constexpr构造函数；

当调用明显在定义之后时，为什么它是未定义的？

问题是，成员函数定义被延迟到最外面的封闭类的大括号（因为它们可以看到封闭类的成员）。考虑这个类定义：

constexpr int one = 1;

struct Foo
{
    struct Bar
    {
        static constexpr int get_one() { return one; }
    };

    static constexpr int two = Bar::get_one() + 1;
    static constexpr int one = 42;
};

假设这应该可行，那么实现如何处理这个定义呢？

Bar::get_one里面的one指的是Foo::one，而不是::one，所以必须在看到该成员后进行处理。它用在2的定义中，也就是康斯特普布尔，所以必须在该成员的初始化程序之前进行处理。所以为了使其工作，整体顺序必须是one，然后是get_one，然后是2。

但C实现并不是这样工作的。他们不做任何复杂的依赖性分析。它们按照被看到的顺序处理声明和定义，[class.mem]§2中列出了一些例外情况。

在标准中，我似乎找不到明确提到constexpr成员函数在最后一个封闭类完成之前被认为是未定义的，但这是唯一的逻辑可能性。它不能以任何其他方式工作。