`default` 构造函数在常量表达式中带有未初始化的成员

Question

以下最小示例因未初始化数组数据成员而被 Clang 和 GCC 拒绝：

class vector3
{
public:
    constexpr vector3() = default;
private:
    float m_data[3];
};

constexpr auto vec = vector3{};

这产生了合理的直接错误：

<source>:4:15: error: explicitly defaulted function 'constexpr vector3::vector3()' cannot be declared 'constexpr' because the implicit declaration is not 'constexpr':
    4 |     constexpr vector3() = default;
      |               ^~~~~~~
<source>:6:11: note: defaulted default constructor does not initialize 'float vector3::m_data [3]'
    6 |     float m_data[3];
      |           ^~~~~~

Live Example

上面代码的目标是确保vector3可以通过值初始化（例如vector3{}）在常量表达式中使用，这将对子元素（m_data）进行零初始化。

错误是由于使用了constexpr关键字而发生的，修复方法只是删除关键字并允许default正确推断是否可以在常量表达式中使用：

<source>:4:15: error: explicitly defaulted function 'constexpr vector3::vector3()' cannot be declared 'constexpr' because the implicit declaration is not 'constexpr':
    4 |     constexpr vector3() = default;
      |               ^~~~~~~
<source>:6:11: note: defaulted default constructor does not initialize 'float vector3::m_data [3]'
    6 |     float m_data[3];
      |           ^~~~~~

奇怪的是，这实际上现在有效- 并且仍然能够生成一个常量表达式，并m_data进行零初始化，如 GCC 的程序集中可见（类似存在于 Clang 中，但使用 XOR 指令）：

vec:
        .zero   12

Live Example

我的问题是：怎么可能= default产生一个（有效的）constexpr构造函数，而constexpr ... = default由于它对 无效而失败constexpr？

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这个问题似乎会影响 C++20（C++11 到 C++17）之前的 C++ 版本。这是在 C++20 中改变的吗？

Live Example

Answer 1

是的，在 C++20 中确实改变了规则，因此constexpr不再需要构造函数来初始化所有非静态成员和基类子对象。

在 C++20 之前，我们有一个有趣的情况，您的构造函数不能被声明constexpr，但该vector3类型的对象仍然可以在常量表达式中使用，因为在其第一次声明时显式默认的默认构造函数实际上并没有在 value 期间调用-initialization 除非它是非平凡的 (C++17 [dcl.init]/8.2)，因此constexpr不会触发在常量表达式中调用非函数的禁令。这不是编译器错误；这只是语言中的一个怪癖。