对静态类成员的未定义引用

Question

谁能解释为什么以下代码无法编译？ 至少在 g++ 4.2.4 上。

更有趣的是，为什么当我将 MEMBER 转换为 int 时它会编译？

#include <vector>

class Foo {  
public:  
    static const int MEMBER = 1;  
};

int main(){  
    vector<int> v;  
    v.push_back( Foo::MEMBER );       // undefined reference to `Foo::MEMBER'
    v.push_back( (int) Foo::MEMBER ); // OK  
    return 0;
}

Answer 1

您需要在某处实际定义静态成员（在类定义之后）。 试试这个：

class Foo { /* ... */ };

const int Foo::MEMBER;

int main() { /* ... */ }

这应该摆脱未定义的引用。

Answer 2

问题的出现是由于新的 C++ 功能和您想要做的事情之间存在有趣的冲突。 首先，让我们看一下 push_back 签名：

void push_back(const T&)

它需要对 T 类型的对象的引用。 在旧的初始化系统下，存在这样的成员。 例如，以下代码编译得很好：

#include <vector>

class Foo {
public:
    static const int MEMBER;
};

const int Foo::MEMBER = 1; 

int main(){
    std::vector<int> v;
    v.push_back( Foo::MEMBER );       // undefined reference to `Foo::MEMBER'
    v.push_back( (int) Foo::MEMBER ); // OK  
    return 0;
}

这是因为某处有一个实际对象，其中存储了该值。 但是，如果您切换到指定静态 const 成员的新方法（如上面所示），则 Foo::MEMBER 不再是对象。 它是一个常量，有点类似于：

#define MEMBER 1

但没有预处理器宏的麻烦（并且具有类型安全性）。 这意味着需要引用的向量无法获得引用。

Answer 3

如果出于某种原因需要定义，则 C++ 标准要求静态 const 成员的定义。

该定义是必需的，例如，如果使用它的地址。 push_back 通过 const 引用获取其参数，因此编译器严格地需要您的成员的地址，并且您需要在命名空间中定义它。

当您显式转换常量时，您正在创建一个临时变量，并且这个临时变量绑定到引用（根据标准中的特殊规则）。

这是一个非常有趣的案例，我实际上认为值得提出一个问题，以便将 std 更改为对您的常量成员具有相同的行为！

虽然，以一种奇怪的方式，这可以被视为一元“+”运算符的合法使用。 基本上，一元 + 的结果是一个右值，因此将右值绑定到 const 引用的规则适用，并且我们不使用静态 const 成员的地址：

v.push_back( +Foo::MEMBER );

Answer 4

Aaa.h

class Aaa {

protected:

    static Aaa *defaultAaa;

};

Aaa.cpp

// You must define an actual variable in your program for the static members of the classes

static Aaa *Aaa::defaultAaa;

Answer 5

在 C++17 中，使用内联变量有一个更简单的解决方案：

struct Foo{
    inline static int member;
};

这是 member 的定义，而不仅仅是其声明。 与内联函数类似，不同翻译单元中的多个相同定义不会违反 ODR。 不再需要选择最喜欢的 .cpp 文件进行定义。

Answer 6

只是一些附加信息：

C++ 允许将整型和枚举类型的 const 静态类型“定义”为类成员。 但这实际上不是一个定义，只是一个“初始化标记”。

您仍然应该在类之外编写成员的定义。

如果非易失性非内联 const 静态数据成员是整型或枚举类型，则其在类定义中的声明可以指定brace-or-equal-initializer 其中每个初始化子句 这是一个赋值表达式< /em> 是一个常量表达式。
如果该成员是 rel="nofollow noreferrer">odr-used 在程序中且命名空间范围定义不得包含 初始化程序。

- [class.static.data] p4

Answer 7

使用 C++11，上述内容对于基本类型是可能的，因为

class Foo {
public:  
  static constexpr int MEMBER = 1;  
};

constexpr 部分创建静态表达式，而不是静态变量 -它的行为就像一个极其简单的内联方法定义。 不过，事实证明，在模板类中使用 C 字符串常量表达式时，该方法有点不稳定。

Answer 8

不知道为什么强制转换有效，但是 Foo::MEMBER 直到第一次加载 Foo 时才被分配，并且由于您从未加载它，所以它永远不会被分配。 如果您在某处引用了 Foo，它可能会起作用。

Answer 9

关于第二个问题：push_ref 将引用作为参数，并且不能引用类/结构的 static const 成员。 一旦调用 static_cast，就会创建一个临时变量。 并且可以传递对此对象的引用，一切正常。

或者至少解决这个问题的我的同事是这么说的。