为什么“内联”？不允许使用静态常量，除了整数？

Question

可能重复
为什么我不能类中的非整数静态常量成员？

struct Example
{
    static const int One = 1000; // Legal
    static const short Two = 2000; // Illegal
    static const float Three = 2000.0f; // Illegal
    static const double Four = 3000.0; // Illegal
    static const string Five = "Hello"; // Illegal
};

#2、#3、#4 和 #5 是否非法？

我想我知道 # 的原因5：编译器需要一个“真正的”字符串对象（因为它不是内置类型），并且不能盲目地将 Five 替换为 "Hello" ，就好像它是 #定义五个“你好”。但如果是这种情况，编译器不能在 .obj 文件中留下提示并告诉链接器在某处自动创建一个 string Five 实例吗？

对于#3和#4，尤其是#2（哈哈！）...我真的看不出任何可能的原因！浮点型和双精度型是内置类型，就像 int 一样！而short 只是一个（可能）较短的整数。

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编辑：我使用 Visual Studio 2008 来编译它。我认为在这种情况下所有编译器的行为都是相同的，但显然 g++ 编译得很好（#5 除外）。 VS 给出的该片段的错误是：

    error C2864: 'Example::Two' : only static const integral data members can be initialized within a class
    error C2864: 'Example::Three' : only static const integral data members can be initialized within a class
    error C2864: 'Example::Four' : only static const integral data members can be initialized within a class
    error C2864: 'Example::Five' : only static const integral data members can be initialized within a class

Answer 1

int 和short 是合法的，如果你的编译器不允许它们，那么你的编译器就会崩溃：

9.4.2/4: ...如果静态数据成员是 const 整型或 const
枚举类型，其声明在
类定义可以指定一个
constant-initializer，它应该是一个整型常量表达式。

我相信，在 C++ 标准中，浮点型和双精度型在 C++ 标准中没有像整型那样被特殊处理为常量，原因是 C++ 标准很谨慎，认为浮点型和双精度型的算术运算在不同类型上可能略有不同。编译机，而不是执行代码的机器。为了让编译器计算像 (a + b) 这样的常量表达式，它需要得到与运行时得到的相同的答案。

对于整数来说这并不是什么大问题 - 如果它不同，您可以相对便宜地模拟整数算术。但对于编译器来说，在目标设备上模拟浮点硬件可能非常困难。如果芯片有不同版本并且编译器不知道代码将在哪个版本上运行，这甚至可能是不可能的。这甚至是在你开始搞乱 IEEE 舍入模式之前。因此，标准避免了要求它，因此它不必定义编译时评估何时以及如何与运行时评估不同。

正如 Brian 提到的，C++0x 将通过 constexpr 来解决这个问题。如果我最初的动机是正确的，那么大概 10 年的时间就足以解决指定这些东西的困难。

Answer 2

Example::One 和 Example::Two 都应该为您编译，并且它们确实在您所说的相同环境中为我编译（VS 2008）。

我不相信 Example::Three 和 Example::Four 应该在标准 C++ 中编译，但我认为有一个 gcc 扩展允许它。 Example::Five 不应编译。

您可以在结构声明之后像这样初始化它们，通常在源文件中：

const float Example::Three = 2000.0f;
const double Example::Four = 3000.0;
const string Example::Five = "Hello";

这是最可移植的方法，也是我建议的方法，即使您的编译器允许您定义 Example::Three声明中的 和 Example::Four 。

另一种选择是简单地从相同类型的静态函数返回值。

struct Example
{
    //...
    static double Four() { return  = 3000.0; }
    //...
};

这个答案还讨论了可能的原因。

这个答案 讨论即将推出的 C++ 标准将如何通过 constexpr 提供帮助

Answer 3

#1 和 2 符合标准。不幸的是，有些编译器根本不符合这一要求。例如，这就是为什么 Boost 设计者必须引入诸如 BOOST_STATIC_CONSTANT 等烦人的宏来生成可移植库。如果您不想在 .cpp 文件中定义常量，可移植的解决方法是使用enum。不过，显然在这种情况下，您无法保证类型，并且不能使用浮点数。

Answer 4

在 C++98 中，只有静态 const 成员
整型可以被初始化
在类中，初始化器必须
是一个常量表达式。这些
限制确保我们能够做到
编译时初始化。

请参阅类内成员初始值设定项。

§9.4.2 静态数据成员

如果静态数据成员是 const 整型或 const 枚举类型，则其在类定义中的声明可以
指定一个常量初始化器，它应该是一个整型常量表达式（5.19）。在这种情况下，该成员可以出现
在整型常量表达式中。如果在程序中使用该成员，并且该成员仍应在命名空间范围内定义，
命名空间范围定义不应包含初始值设定项。

Answer 5

在 VS2008 下，我收到以下错误：

1>.\Weapon Identification SystemDlg.cpp(223) : error C2864: 'Example::Three' : only static const integral data members can be initialized within a class
1>.\Weapon Identification SystemDlg.cpp(224) : error C2864: 'Example::Four' : only static const integral data members can be initialized within a class
1>.\Weapon Identification SystemDlg.cpp(225) : error C2864: 'Example::Five' : only static const integral data members can be initialized within a class

它很糟糕，但我想如果你的编译器也拒绝，你就不必这样做......我不知道这是一个规范问题，但我确信有人会纠正我......

Answer 6

关于浮点初始值设定项，C++98 规范有这样的规定 (5.19)：

浮动文字只有在转换为整型或枚举类型时才会出现。

Answer 7

正如其他人所发现的，C++ 标准禁止使用浮点值初始化静态 const 成员。

至少据我了解，这有一个相当简单的原因。有一种感觉（至少部分合理），应该允许实现动态调整浮点精度，因此可能直到运行时实现才知道将从特定浮点生成的确切浮点值文字。事实上，这甚至有可能在执行过程中发生变化。

这种能力确实存在于真实的硬件中。举例来说，Intel x86 的浮点控制寄存器中有几个位用于控制浮点计算的精度。默认情况下，计算是在 80 位长双精度类型上完成的，并且仅根据请求舍入为 64 位双精度或 32 位浮点类型。寄存器中的这些位可以在执行期间修改，因此（例如）一个地方的“1.23”可以将变量初始化为一个值，而程序的另一部分（调整精度后）的“1.23”可能会导致具有（稍微）不同的值。

至少据我所知，这仍然是理论上的可能性，至少在大多数典型机器上是这样。尽管Intel硬件允许动态调整FP精度，但我不知道有任何编译器（甚至Intel的编译器）在翻译FP文字时尝试考虑这种调整（尽管Intel的编译器至少支持80位长）双型）。

Answer 8

正如其他人指出的那样，您的编译器在某些情况下会被破坏。但我从来没有真正理解为什么不允许浮点类型的原因，除了“标准是这么说的”。似乎没有充分的技术原因。