Почему эта "неопределенная внешняя переменная" не приводит к ошибке компоновщика в C++17?

Question

Я скомпилировал и запустил следующую программу в компиляторе C++17 (Coliru). В программе я объявил extern переменная, но не определила это. Однако компилятор не выдает ошибку компоновщика.

#include <iostream>

extern int i; // Only declaration

int func() 
{
    if constexpr (true)
        return 0;
    else if (i)
        return i;
    else
        return -1;
}

int main() 
{
    int ret = func();
    std::cout<<"Ret : "<<ret<<std::endl;
}

Почему компилятор не выдает ошибку компоновщика?

Answer 1

Потому что переменная не используется odr. У тебя есть constexpr if там, который всегда отбрасывает ветку, которая могла бы его использовать.

Одна из точек constexpr if в том, что отброшенная ветвь не должна даже компилироваться, только должна быть правильно сформирована. Вот как мы можем размещать вызовы несуществующих функций-членов в отброшенной ветви.

Answer 2

В вашем случае переменная используется только в отброшенных выражениях. Однако, даже если мы игнорируем этот факт, спецификация языка C++ по-прежнему явно заявляет, что для пропущенных определений не требуется никакой диагностики

3.2 Правило одного определения

4 Каждая программа должна содержать ровно одно определение каждой не встроенной функции или переменной, которая используется в этой программе с помощью odr, за исключением исключенного оператора (6.4.1); Диагностика не требуется.

Спецификация языка понимает, что оптимизирующий компилятор может быть достаточно умен, чтобы исключить любое использование переменной odr. В этом случае было бы чрезмерным и ненужным требовать, чтобы реализация выявляла и сообщала о потенциальных нарушениях ODR.

Answer 3

Поскольку компилятор выдает ошибки компилятора, компоновщик выдаст ошибки компоновщика...

Нет, серьезно:

if constexpr (true)

всегда имеет значение true, поэтому компилятор игнорирует остальную часть предложения if, потому что оно никогда не достигается. Так i никогда не используется на самом деле.

Answer 4

На этот вопрос уже был дан ответ, но если вам интересно, на cppreference.com приведен именно такой пример для constexpr, если:

Constexpr If

Утверждение, которое начинается с if constexpr известен как оператор constexpr if.

В выражении constexpr if значение condition должно быть контекстно-преобразованным константным выражением типа bool. Если значение равно true, то оператор-ложь отбрасывается (если присутствует), в противном случае оператор-истина отбрасывается.
[...]
Отброшенный оператор может использовать переменную, которая не определена:

extern int x; // no definition of x required
int f() {
if constexpr (true)
    return 0;
else if (x)
    return x;
else
    return -x;
}