显式默认的constexpr ctor是否允许非constexpr初始化

Question

我刚刚偶然发现了GCC和Clang之间关于显式默认constexpr ctor和一些继承的以下差异。。。

template <typename T>
struct A {
  constexpr A() = default;
  T v;
};

struct B : A<int> {
  constexpr B() = default;
};

GCC立即拒绝代码，而Clang允许实例化这两种类型的非constexpr版本。我的猜测是，叮当声可能是正确的，但我不是百分之百肯定。。。

Answer 1

问题归结为：如果不使用默认初始化某些内置类型的非静态数据成员的constexpr构造函数，它是否有效？

tl； dr：

>

对于非模板构造函数，不，不初始化任何非静态数据成员是无效的。

对于模板构造函数，是的，对于实例化的构造函数不满足constexpr构造函数的要求的部分（但不是全部，不需要诊断）实例化模板专门化是有效的。

在这种情况下，GCC是对的，而Clang是错的。

GCC给出了以下信息丰富的错误消息：

prog.cc:8:13: error: explicitly defaulted function 'constexpr B::B()' cannot be declared as 'constexpr' because the implicit declaration is not 'constexpr':
    8 |   constexpr B() = default;
      |             ^
prog.cc:3:13: note: defaulted constructor calls non-'constexpr' 'A<T>::A() [with T = int]'
    3 |   constexpr A() = default;
      |             ^
prog.cc:3:13: note: 'A<T>::A() [with T = int]' is not usable as a 'constexpr' function because:
prog.cc:4:5: note: defaulted default constructor does not initialize 'int A<int>::v'
    4 |   T v;
      |     ^

现场演示

注意，错误出现在B的构造函数上，而不是A的构造函数上，其构造函数只是“不可用作constexpr函数，因为默认的默认构造函数不初始化int A

根据[dcl.constexpr]/4：

constexpr构造函数的定义应满足以下要求：

• 该类不应具有任何虚拟基类

此外，其功能体应为删除，或应满足以下要求：

• [...]
• 每个非变体非静态数据成员和基类子对象都应初始化（[class.base.init]）；
• [...]

这里，v属于int类型，并且未初始化。因此，似乎不能声明A的构造函数constexpr。

然而，[dcl.constructor]/6表示：

如果constexpr函数模板或类模板的成员函数的实例化模板专门化无法满足constexpr函数或constexpr构造函数的要求，则该专门化仍然是constexpr函数或constexpr构造函数，即使对此类函数的调用不能出现在常量表达式中。如果当被视为非模板函数或构造函数时，模板的任何专门化都不能满足constexpr函数或constexpr构造函数的要求，则模板的格式不正确，不需要诊断。

因此，声明为constexpr的A的构造函数实际上是有效的，即使在为T=int实例化时也是有效的！

问题是B的构造函数B是一个普通类（与类模板相反），对于其构造函数（仅）被声明为constexpr

因此，应该像GCC一样拒绝此代码。

（请注意，两个编译器都拒绝此类类型的初始化，例如：

A a{};
B b{};

上述代码被两个编译器拒绝。）

正如评论中提到的，初始化A::v和GCC（以及标准）会很高兴。