显式默认的constexpr ctor是否应允许非constexpr初始化

Question

我只是偶然发现了GCC和Clang在显式默认constexpr ctor和某些继承方面的以下区别...

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

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

GCC立即拒绝该代码，而Clang允许实例化这两种类型的非constexpr版本。我的猜测是Clang可能是正确的，但我不确定100％...

Answer 1

问题归结为：如果未使用constexpr构造函数，该constexpr构造函数默认初始化一些内置类型的非静态数据成员，则该构造函数有效吗？

tl; dr：

• 对于非模板构造函数，否，将所有非静态数据成员保留为未初始化是无效的。

• 对于模板构造函数，是的，具有一些（但不是全部，不需要诊断）实例化模板特化是有效的，对此实例化的构造函数不满足constexpr构造函数的要求。

在这种情况下，GCC是正确的，而Clang是错误的。

GCC给出以下错误消息，该消息非常有用：

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;
      |     ^

live demo

请注意，错误发生在的构造函数上B，而不是的A构造函数上，该构造函数仅“ constexpr由于默认默认构造函数未初始化而无法用作函数int A<int>::v”。

每[dcl.constexpr] / 4：

constexpr构造函数的定义应满足以下要求：

• 该类不得具有任何虚拟基类；
• 每个参数类型应为文字类型。

此外，其功能主体应为= delete，或应满足以下要求：

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

在这里，v类型为int，并且未初始化。因此，似乎A 无法声明的构造函数constexpr。

但是，[dcl.constructor] / 6说：

如果constexpr函数模板或类模板的成员函数的实例化模板专业化不能满足constexpr函数或constexpr构造函数的要求，则即使调用该函数，该专业化仍然是constexpr函数或constexpr构造函数。不能出现在常量表达式中。如果在将模板视为非模板函数或构造函数时，如果模板的特殊化都无法满足constexpr函数或constexpr构造函数的要求，则模板格式错误，无需诊断。

因此，构造A一个声明constexpr 实际上是有效的，实例化，即使T = int！

问题是的构造函数B。 B是一个普通类（与类模板相对），并且要（仅）声明 其构造函数constexpr， A<int>必须具有constexpr构造函数，事实并非如此。

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初始化，例如：

A a{};
B b{};

上面的代码被两个编译器拒绝。）

如评论中所述，initialize A::v和GCC（以及标准）将很高兴。