Используется ли статическая переменная constexpr odr?

Question

Дать код ниже, это Foo::FOO1 Используется ODR или нет?

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

class Foo
{
public:
    static constexpr auto FOO1 = "foo1";
    void bar();
};

void Foo::bar()
{
    const std::map<std::string, int> m = {
        {FOO1, 1},
    };
    for (auto i : m)
    {
        std::cout << i.first << " " << i.second << std::endl;
    }
}

int main()
{
    Foo f;
    f.bar();
    return 0;
}

Компиляция кода с -O1 или выше, это нормально, но если скомпилировать с -O0, Я получаю ошибку ниже (см. Пример coliru:

undefined reference to `Foo::FOO1'

что указывает на то, что он используется ODR. Что он?

---

Я знаю, что приведенный выше код прекрасно с -O, но в реальном (и более сложном) случае:

• Код компилируется и прекрасно связывается с -O2
• Код получает выше undefined reference ошибка LinkTimeOptimization (-O2 -flto)

Так что это указывает на то, что обе оптимизации (-O) и LinkTimeOptimization (-flto) повлияет ли правило на использование ODR? Меняется ли это между C++14 и C++17?

Answer 1

Правило: [basic.def.odr] / 4:

Переменная x чье имя появляется как потенциально оцененное выражение ex используется odr ex если только не применяется преобразование lvalue в rvalue в x дает константное выражение, которое не вызывает никаких нетривиальных функций и, если x это объект, ex является элементом множества потенциальных результатов выражения eгде либо преобразование lvalue в rvalue ([conv.lval]) применяется к e, или же e является выражением отброшенного значения ([expr.prop]).

Первая часть явно устраивает (FOO1 является constexpr Таким образом, преобразование lvalue в rvalue дает постоянное выражение без вызова нетривиальных функций), но является ли второе?

Мы строим map, Соответствующий конструктор принимает initializer_list<value_type>то есть initializer_list<pair<const string, int>>, pair имеет несколько конструкторов, но тот, который будет вызываться здесь:

template <class U1, class U2>
constexpr pair(U1&& x, U2&& y); // with U1 = char const*&, U2 = int

Важной частью здесь является то, что мы не создаем напрямую stringмы проходим через этот конвертирующий конструктор pair, который включает в себя обязательную ссылку на FOO1, Это использование одр. Здесь нет преобразования lvalue в rvalue, и при этом это не выражение отброшенного значения.

По сути, когда вы берете адрес чего-то, это использование odr - оно должно иметь определение. Таким образом, вы должны добавить определение:

constexpr char const* Foo::FOO1;

Обратите внимание, что, с другой стороны, это:

std::string s = FOO1;

не будет использование одр. Здесь мы непосредственно вызываем конструктор, принимающий char const* параметр, который будет преобразованием lvalue в rvalue.

---

В C++17 мы получили это новое предложение в [dcl.constexpr]:

Функция или член статических данных, объявленные с помощью спецификатора constexpr, неявно являются встроенной функцией или переменной ([dcl.inline]).

Это ничего не меняет в использовании odr, FOO1 все еще используется в вашей программе. Но это делает FOO1 неявно встроенная переменная, поэтому вам не нужно явно добавлять для нее определение. Довольно круто.

---

Также обратите внимание, что то, что программа компилируется и ссылается, не означает, что переменная, в которой отсутствует определение, не использовалась в odr.

Таким образом, это указывает на то, что обе оптимизации (-O) и LinkTimeOptimization (-flto) будут влиять на правило использования ODR?

Они не. Оптимизация это круто.